Jeden gen zdecydował o tym, że Homo sapiens opanował świat?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Szwedzcy uczeni dokonali czegoś niezwykłego. Połączyli indywidualne komórki z organicznymi elektrodami. Ich osiągnięcie daje nadzieję, że w przyszłości będziemy w stanie bardzo precyzyjnie leczyć choroby neurologiczne. I nie tylko je.
Mózg jest kontrolowany przez sygnały elektryczne, które są z kolei przekładane na substancje chemiczne służące do komunikacji między komórkami. Nie od dzisiaj wiemy, że mózg można stymulować za pomocą prądu elektrycznego. Jednak stosowane metody są bardzo nieprecyzyjne i wpływają na duże obszary mózgu. W zwiększeniu precyzji pomagają metalowe elektrody. Jednak ich mocowanie do mózgu stwarza ryzyko uszkodzenia tkanki, pojawienia się stanu zapalnego czy blizn. Rozwiązaniem mogą być miękkie polimerowe elektrody.
Naszym celem jest połączenie układu biologicznego z elektrodami, używając przy tym organicznych polimerów przewodzących. Polimery są miękkie i wygodne w używaniu, mogą przekazywać zarówno sygnał elektryczny, jak i jony. Są więc lepszym materiałem niż konwencjonalne elektrody, mówi Chiara Musumeci z Uniwersytetu w Linköping.
Uczona wraz z kolegami z Karolinska Institutet opracowała technikę mocowania organicznych elektrod do błon komórkowych pojedynczych komórek. Dotychczas udawało się to osiągnąć w przypadku genetycznie modyfikowanych komórek, zmienionych tak, by ich błony komórkowe łatwiej łączyły się z elektrodami. Szwedzi są pierwszymi, którzy wykonali takie połączenie z niezmodyfikowanymi komórkami, uzyskali ścisłe dopasowanie, a elektroda nie wpłynęła na funkcjonowanie komórek.
Technika połączenia jest dwuetapowa. W pierwszym kroku wykorzystywana jest molekuła kotwicząca, za pomocą której tworzy się punkt zaczepienia do błony komórkowej. Na drugim końcu molekuły znajduje się struktura, do której mocowana jest następnie elektroda.
Na kolejnym etapie badań naukowcy będą starali się opracować sposób na bardziej równomierne zaczepianie molekuły kotwiczącej, uzyskanie bardziej stabilnego połączenia oraz zbadanie, jak takie połączenie zachowuje się z upływem czasu. Przed nimi jeszcze sporo wyzwań. Naukowcy wciąż nie są w stanie z całą pewnością stwierdzić, że ich technika sprawdzi się w przypadku żywych tkanek. Na razie skupiają się nad uzyskaniem pewnego, stabilnego i bezpiecznego połączenia z komórką.
Jeśli okaże się, że takie połączenia sprawdzają się w żywych organizmach, przyjdzie czas na badania, które dadzą odpowiedź na pytanie, w terapiach jakich chorób można będzie zastosować elektrody łączone z poszczególnymi komórkami.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Przenoszony przez komary wirus Zika powoduje infekcje w obu Amerykach, Afryce i Azji, a świat szerzej o nim usłyszał przed 10 laty, gdy wywołał epidemię w Ameryce Południowej. Zwykle Zika nie daje objawów lub przypominają one lekkie przeziębienie. W bardzo rzadkich przypadkach dochodzi do pojawienia się zespołu Guillaina-Barrégo. Dlatego też głównym zagrożeniem wiążącym się z infekcją jest zarażenie ciężarnej kobiety. Zika powoduje bowiem małogłowie u dzieci zarażonych matek.
Naukowcy z uniwersytetów w Kalifornii, Nowym Jorku i Nevadzie właśnie odkryli mechanizm wywoływania małogłowia u noworodków przez Zikę.
W artykule Microcephaly protein ANKLE2 promotes Zika virus replication donoszą, że Zika przejmuje proteinę ANKLE2, która jest niezbędna do prawidłowego rozwoju mózgu, i wykorzystuje ją podczas replikacji. Również spokrewnione z Ziką wirusy, jak wirus dengi i wirus żółtej gorączki, również korzystają z ANKLE2. Jednak Zika, w przeciwieństwie do większości spokrewnionych z nim wirusów, jest w stanie przedostać się do łożyska. A to ma katastrofalne skutki dla rozwijającego się dziecka. W przypadku Ziki mamy do czynienia z wirusem, który dostaje się w złe miejsce, w złym czasie, mówi doktor Priya Shah z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
Zika należy do rodzaju ortoflawiwirusów. Posiadają one jednoniciowe RNA i, podobnie jak inne wirusy, niosą ze sobą ograniczony zestaw instrukcji we własnym kodzie genetycznym. By się replikować, muszą skorzystać z materiału dostępnego w zarażonej komórce gospodarza. Już wcześniej autorzy obecnych badań zauważyli, że wchodząca w skład wirusa proteina NS4A wchodzi w interakcje z ANKLE2 w zarażonych komórkach. ANKLE2 jest zaangażowana w rozwój mózgu u płodu, ale występuje w komórkach całego ciała.
Podczas najnowszych badan uczeni wykazali, że usunięcie z komórek genu kodującego ANKLE2 zmniejsza zdolność wirusa do namnażania się. Stwierdzili też, że w wyniku interakcji NS4A z ANLKE2 proteina ANKLE2 gromadzi się wokół siateczki śródplazmatycznej zarażonych komórek, tworząc „kieszonkę”, w której replikacja wirusa jest znacznie bardziej efektywna. Ponadto „kieszonka” ukrywa patogen przed układem odpornościowym. Nasz organizm potrafi efektywnie zwalczać wirusy, pod warunkiem jednak, że jest w stanie je znaleźć. Zika i spokrewnione wirusy wyewoluowały efektywne strategie pozwalające ukryć im się w tych „kieszonkach”, by uniknąć wykrycia, stwierdzają autorzy badań. Bez kieszonek wirusy są narażone na atak ze strony układu odpornościowego, który dobrze sobie radzi z utrzymywaniem ich pod kontrolą.
Co więcej, okazało się, że wirus przechwytuje też proteinę ANKLE2 u komarów, co oznacza, że odgrywa ona dla niego ważną rolę, zarówno u gospodarzy ludzkich, jak i zwierzęcych. Uczeni wykazali też, że do interakcji NS4A i ANKLE2 dochodzi również w przypadku innych wirusów przenoszonych przez komary. To zaś sugeruje, że interakcja ta odgrywa duża rolę w rozprzestrzenianiu się wielu chorób, zatem jej mechanizm można wziąć na cel opracowując nowe leki i szczepionki.
Wirus Zika jest jednak o tyle unikatowy, że przenika do łożyska i powoduje nieodwracalne szkody u płodu. Większość innych wirusów nie ma, na szczęście, takich możliwości.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dotychczas udało się zsekwencjonować genomy niewielu przedstawicieli gatunku Homo sapiens żyjących w Europie jednocześnie z neandertalczykami. Instytut Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka poinformował, że jego naukowcy stali na czele międzynarodowej grupy badawczej, która zbadała najstarszy genom naszego gatunku. Materiał genetyczny został pobrany od siedmiu osób, które żyły pomiędzy 49 a 42 tysiące lat temu. Pochodził on ze stanowisk Ilsenhöhle w Ranis w Niemczech i Zlatý kůň w Czechach.
Materiał należał do niewielkiej grupy spokrewnionych ludzi. Oddzieliła się ona od populacji, która około 50 tysięcy lat temu opuściła Afrykę, by ostatecznie zasiedlić cały świat. Mimo, że grupa ta oddzieliła się wcześnie, to w jej genomie widać domieszkę genów neandertalskich wspólnych dla wszystkich ludzi spoza Afryki. Domieszka ta pojawiła się 45–49 tysięcy lat temu, a więc znacznie później, niż dotychczas przypuszczano.
Obecnie dysponujemy ograniczonym materiałem genetycznym najwcześniejszych H. sapiens zamieszkujących Europę. Z badań wiemy, że nasz gatunek przybył do Europy ponad 45 tysięcy lat temu i przez co najmniej 5 tysięcy lat mieszkał tutaj wspólnie z neandertalczykami. Wiemy też, że w Europie mieszkały co najmniej dwie genetycznie odmienne linie H. sapiens, reprezentowane przez szczątki znalezione w jaskiniach Zlatý kůň i Bacho Kiro w Bułgarii.
Jaskinie Ilsenhöhle w Niemczech i Zlatý kůň w Czechach to jedne z najważniejszych w Europie stanowisk ze szczątkami wczesnych H. sapiens na Starym Kontynencie. W czeskiej jaskini znaleziono kompletną czaszkę kobiety żyjącej 45 tysięcy lat temu. Udało się pobrać materiał genetyczny i przeprowadzić badania. Jednak brak kontekstu sprawił, że osoby tej nie można było połączyć z żadną wcześniej zidentyfikowaną grupą.
Z kolei w oddalonej o 230 kilometrów Ilsenhöhle występują ślady technokompleksu LRJ (Lincombian-Ranisian-Jerzmanowician) sprzed 45 tysięcy lat. LRJ to zespół europejskich kultur archeologicznych, do którego należy m.in. kultura jerzmanowicka. Przez długi czas technokompleks ten wiązano z neandertalczykami. Dopiero niedawne odkrycie licznych kości wskazało, że jest on dziełem H. sapiens. Jednak przeprowadzone wówczas badania mitochondrialnego DNA nie pozwoliły na określenie związku szczątków z Ranis z innymi szczątkami człowieka współczesnego.
Teraz uczeni zsekwencjonowli genom jądrowy szczątków z Ilsenhöhle i stwierdzili, że należały one do co najmniej sześciu osób. Rozmiary kości wskazują, że dwie z nich to niemowlęta. Trzy osoby były płci męskiej, trzy – żeńskiej. Wśród nich były matka i córka oraz inni krewni. Przeprowadzono też ponowną analizę czaszki kobiety z Czech. Ku naszemu zdumieniu odkryliśmy, że kobieta z jaskini Zlatý kůň jest krewną piątego lub szóstego stopnia dwóch osób z Ranis. To oznacza, że mieszkańcy czeskiej jaskini byli częścią tej samej szeroko rozumianej rodziny, co mieszkańcy jaskini w Ranis i prawdopodobnie również wytwarzali narzędzia należące do kompleksu LRJ, stwierdzają badacze.
Jedna z kości z Ranis zachowała się wyjątkowo dobrze, pozwalając na przeprowadzenie wysokiej jakości sekwencjonowania. Kość, należąca do mężczyzny oznaczonego jako Ranis13, i czaszka z jaskini Zlatý kůň, pozwoliły na uzyskanie najstarszego genomu człowieka współczesnego wysokiej jakości. Szczegółowe badania ujawniły, że osoby te miały ciemną skórę i włosy oraz brązowe oczy. Porównanie fragmentów DNA odziedziczonych od tego samego przodka pozwoliło na stwierdzenie, że początkowa populacja, do której należały osoby z jaskiń Ilsenhöhle i Zlatý kůň składała się z kilkuset osób. Rozproszyły się one po dużym terenie i nie pozostawiły śladów genetycznych ani u późniejszych Europejczyków, ani żadnych szeroko rozpowszechnionych populacji.
Członkowie populacji Zlatý kůň/Ranis mieszkali w Europie wraz z neandertalczykami. Jednak w ich genomie nie znaleziono śladów świeżej domieszki neandertalskich genów, a jedynie domieszkę starszą. Tymczasem współcześni H. sapiens posiadają w genomie również ślady bliższych współczesności przypadków mieszania się genów. Może to oznaczać, że linia Zlatý kůň/Ranis mogła przybyć do Europy inną drogą lub obszar ich pobytu nie nakładał się w znaczący sposób z terenami zamieszkanymi przez neandertalczyków.
Mimo, że Zlatý kůň/Ranis nie pozostawili po sobie śladów genetycznych u współczesnych ludzi, to łączą nas z nimi geny wprowadzone przez neandertalczyków przed 45–49 tysiącami lat. To z jednej strony wskazuje, że jeszcze wówczas na terenie Europy żyła spójna grupa migrantów z Afryki, z drugiej zaś – że każde znalezione poza Afryką szczątki H. sapiens starsze niż 50 tysięcy lat mogą nie być częścią tej populacji, która krzyżowała się z neandertalczykami, a której geny można znaleźć obecnie na całym świecie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Gdy niedawno 9-letni Ben Witten odwiedził Worthing Museum, na wystawie poświęconej epoce kamienia zauważył coś znajomego. Tamtejsze pięściaki przypominały błyszczący kamień, który znalazł kilka lat wcześniej na plaży i od tego czasu miał w swoim pokoju. Po powrocie do domu wysłał kuratorowi Jamesowi Sainsbury'emu zdjęcie swojego kamienia. Okazało się, że chłopiec znalazl na plaży pięściak, pochodzący prawdopodobnie z końca środkowego paleolitu.
Byliśmy na plaży, rozglądałem się i zauważyłem lśniący krzemień. Pomyślałem, że wygląda inaczej niż pozostałe kamienie, wspomina Ben. Chłopiec zabrał go do domu i przez lata gubił go i odnajdował w swoim pokoju.
Eksperci z muzeum stwierdzili, że Ben miał wyjątkowe szczęście. Znalazł bowiem wyjątkowe narzędzie neandertalczyków. Na tyle rzadkie, że większość archeologów nie może pochwalić się takim znaleziskiem. W Sussex rzadko znajdujemy neandertalskie pięściaki. To pierwsze takie znalezisko od lat, mówi kurator Sainsbury.
Pięściak Bena nosi niewielkie oznaki użytkowania. Ne wiadomo, w jaki sposób trafił na plażę. Być może został przypadkiem wydobyty podczas prac przy wzmocnieniu nabrzeża, a może został wyrzucony przez neandertalczyka tam, gdzie go znaleziono.
Chłopiec wypożyczył muzeum swoje znalezisko. Przez kilka miesięcy pięściak będzie wystawiany, a później wróci do Bena.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Środkowy paleolit na zachodzie Azji, szczególnie w Lewancie, jest niezwykle interesujący, gdyż jednocześnie mieszkały tam dwa gatunki człowieka. Homo sapiens pojawił się między 170 a 90 tysięcy lat temu, a później wrócił z Afryki przed 55 tysiącami lat, Homo neanderthalensis zamieszkał w Lewancie 120–55 tysięcy lat temu i przybył z Europy. W tym czasie oba gatunki nagle zaczęły grzebać swoich zmarłych. Jako że oba gatunki łatwo można odróżnić, naukowcy wpadli na pomysł, by porównać ich zwyczaje grzebalne.
Autorzy nowych badań, profesor Ella Been z Ono Academic College i doktor Omry Barzilai z Uniwersytetu w Hajfie, opublikowali przed kilku laty artykuł o szczątkach neandertalczyków ze stanowiska Ein Qashish (EQ3) w dolinie Jezreel. Wówczas nie byli pewni, czy mają do czynienia z celowym pochówkiem. To zainspirowało ich do zbadania zwyczajów grzebalnych neandertalczyków i sprawdzenia, czy porównanie ich ze zwyczajami H. sapiens może dostarczyć informacji o podobieństwach i różnicach pomiędzy oboma gatunkami. Wyniki swoich badań, w ramach których przeanalizowali 17 pochówków neandertalczyków i 15 pochówków naszego gatunku, opublikowali na łamach pisma L'Anthropologie.
Zebrane dane wskazują, że praktyki grzebalne neandertalczyków i wczesnych H. sapiens miały wspólne cechy, ale i znacząco się różniły. Oba gatunki chowały zmarłych bez względu na wiek i płeć. Okazjonalnie do grobów wkładano dary. Były to szczątki zwierząt, jak rogi kozy, poroże jeleni, żuchwa czy szczęka.
Widoczne są jednak duże różnice. Wśród pochówków neandertalskich częściej widzimy pochówki niemowląt. Ponadto z badanego okresu MIS6–MIS3 (191–57 tysięcy lat temu) nie znamy z Lewantu żadnych pochówków H. sapiens w jaskiniach. Wszystkie pochówki znajdowały się u wejścia do jaskiń lub w skalnych schronieniach. Z drugiej zaś strony wszystkie pochówki neandertalczyków – z wyjątkiem EQ3 – to pochówki w jaskiniach, czytamy w artykule.
Naukowcy zauważyli też, że pochówki H. sapiens są bardziej jednorodne. Zmarłych zwykle układano w pozycji podobnej do płodowej. Neandertalczycy grzebali swoich zmarłych w różnych pozycjach, w tym płodowej i wyprostowanej, kładąc ich na plecach, na prawym lub lewym boku. W neandertalskich pochówkach częściej też wykorzystywano skały. Ciała umieszczano na przykład pomiędzy dwoma dużymi głazami, które oznaczały miejsca pochówku lub też pod ich głowy kładziono obrobiony wapień, służący jako poduszka. Nasi przodkowie wykorzystywali w pochówkach muszle i ochrę, które w ogóle nie występują w grobach neandertalczyków.
Barzilai i Been donoszą, że doszło do gwałtownej eksplozji pochówków. Pojawiły się one nagle i były bardzo popularne. Uczeni tłumaczą to rosnącym zagęszczeniem ludności. Z jednej strony region ten przyciągał H. sapiens z Afryki Wschodniej, z drugiej zaś, topniejące lodowce w górach Taurus i na Bałkanach umożliwiały emigrację neandertalczyków.
Nagle, około 50 000 lat temu, tradycja pochówków zanikła. Najbardziej uderzającą cechą tego późniejszego okresu jest fakt, że ludzie w Lewancie przestali grzebać zmarłych. Po tym, jak neandertalczycy wyginęli około 50 000 lat temu, całkowicie znikły pochówki w jaskiniach. Pojawiły się dopiero w późnym paleolicie, około 15 tysięcy lat temu, wraz z kulturą natufijską, której twórcami były półosiadłe społeczeństwa łowców-zbieraczy, mówi profesor Been.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.