Sign in to follow this
Followers
0
Polacy współautorami odkrycia, że nietypowa cegiełka nici DNA naprawia jego uszkodzenia
-
Similar Content
-
By KopalniaWiedzy.pl
Ludzkie DNA jest jest wszędzie. W piasku na plaży, w oceanie, unosi się w powietrzu. Bez przerwy rozsiewamy je wokół siebie. Z jednej strony to dobra wiadomość dla naukowców, z drugiej zaś, rodzi to poważne dylematy etyczne. Jak bowiem donoszą naukowcy z University of Florida, którzy przeprowadzili badania nad obecnością DNA H. sapiens w środowisku, rozprzestrzeniany przez nas materiał genetyczny jest bardzo dobrej jakości. Tak dobrej, że możliwe jest zidentyfikowanie mutacji powiązanych z chorobami czy określenie przodków społeczności żyjącej w miejscu pobrania próbek. Można je nawet połączyć z konkretnymi osobami, jeśli oddadzą próbki do badań porównawczych.
Z tego wszechobecnego kodu genetycznego mogą korzystać zarówno naukowcy, którzy badając ścieki określą kancerogenne mutacje czy analizując glebę znajdą nieznane osady sprzed wieków, jak i policjanci, analizujący środowiskowe DNA (eDNA) unoszące się w powietrzu na miejscu przestępstwa. Naukowcy z Florydy mówią, że potrzebne są uregulowania prawne i określenie zasad etycznych dotyczących korzystania z DNA pozostawionego w środowisku.
Przez cały czas prowadzenia badań nie mogliśmy wyjść ze zdumienia ani nad tym, jak wiele ludzkiego DNA wszędzie znajdujemy, ani nad jego jakością. W większości przypadków jakość ta była niemal tak dobra, jak jakość próbek pobranych bezpośrednio od człowieka, mówi profesor David Duffy, który kierował pracami.
Już wcześniej Duffy i jego zespół znakomicie zaawansowali badania nad zagrożonymi żółwiami morskimi i powodowanym przez wirusa nowotworem, który je trapił, pobierając próbki DNA żółwi ze śladów na piasku, pozostawionych przez przemieszczające się zwierzęta. Naukowcy wiedzieli, że ludzkie DNA może trafić do próbek z DNA żółwi. Zaczęli się zastanawiać, jak wiele jest tego ludzkiego DNA w środowisku i jakiej jest ono jakości.
Naukowcy znaleźli dobrej jakości ludzkie DNA w oceanie i rzekach w pobliżu swojego laboratorium, zarówno w samym mieście, jak i w odległych regionach, odkryli je też w piasku odizolowanych plaż. Po uzyskaniu zgody od National Park Service naukowcy wybrali się na odległą wyspę, na którą nie zapuszczają się ludzie. Tam ludzkiego DNA nie znaleźli. Byli jednak w stanie zsekwencjonować ludzki genom ze śladów stop pozostawionych na piasku. Duffy wybrał się też na swoją rodzimą Irlandię. Pobierał próbki wzdłuż jednej z rzek i wszędzie znalazł materiał genetyczny ludzi. Wszędzie, z wyjątkiem odległych od osad źródeł rzeki. Naukowcy zbadali też powietrze w klinice weterynaryjnej. Znaleźli tam DNA pracowników, leczonych zwierzą oraz wirusów.
Teraz gdy stało się jasne, że ze środowiska z łatwością można pozyskać materiał genetyczny wysokiej jakości, potrzebne są odpowiednie rozwiązania prawne. Za każdym razem, gdy dokonujemy postępu technologicznego, niesie on ze sobą zarówno korzyści, jak i zagrożenia. I tym razem nie jest inaczej. Musimy wcześnie o tym informować, by społeczeństwa zdążyły opracować odpowiednie rozwiązania, mówi Duffy.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy udało się uzyskać ludzkie DNA z paleolitycznego artefaktu. Międzynarodowy zespół naukowców pracujących pod kierunkiem specjalistów z Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka wyizolował DNA kobiety z przewierconego zęba jelenia kanadyjskiego (wapiti) znalezionego w Denisowej Jaskini. Materiał genetyczny zachował się w na tyle dobrym stanie, że możliwe było zrekonstruowanie profilu genetycznego kobiety, która używała wisiorka. Zrekonstruowano też profil genetyczny jelenia. Na podstawie tak uzyskanych danych stwierdzono, że wisiorek powstał 19–25 tysięcy lat temu. I, co ważne, dzięki zastosowaniu nowatorskich metod badawczych, ząb pozostał nietknięty. Przy okazji zatem udowodniono, że możliwe jest niedestrukcyjne pozyskiwanie DNA w celu identyfikowania użytkowników prehistorycznych artefaktów.
Dysponujemy sporą liczbą paleolitycznych artefaktów wykonanych z kości, zębów czy kamienia, która dają nam wgląd w kulturę materialną i strategie przetrwania ludzi z tamtych czasów. Trudno jednak artefakty te powiązać z konkretnymi osobami, gdyż paleolityczne pochówki z dobrami grobowymi są rzadkością. To zaś utrudnia np. badanie takich zjawisk jak podział pracy czy ról społecznych w paleolicie.
Dlatego też naukowcy rozpoczęli prace nad niedestrukcyjnymi metodami pozyskiwania DNA z artefaktów wykonanych z kości i zębów. Są one co prawda rzadsze niż przedmioty z kamienia, jednak są bardziej porowate, więc jest większa szansa, że zachowało się w nich ludzkie DNA pochodzące z naskórka, potu czy innych płynów ustrojowych.
Najważniejsze dla badaczy było zachowanie artefaktów w całości. Powierzchnia paleolitycznych przedmiotów dostarcza nam bowiem istotnych informacji o sposobie ich wytworzenia, zatem zachowanie jej integralności i mikrostruktury było priorytetem, informuje Marie Soressa z Uniwersytetu w Lejdzie. Naukowcy badali wpływ różnych substancji chemicznych na powierzchnię kości i zębów. W ten sposób udało im się opracować niedestrukcyjną, opartą na fosforanach, metodę ekstrakcji DNA. Można powiedzieć, że stworzyliśmy pralkę do prehistorycznych artefaktów. Myjąc je w temperaturze do 90 stopni Celsjusza możemy z wyekstrahować z wody DNA nie uszkadzając przy tym zabytku, wyjaśnia główna autorka badań, Elena Essel.
Początkowe eksperymenty nie dawały zachęcających wyników. Badania prowadzono na artefaktach znalezionych w jaskini Quinçay we Francji pomiędzy latami 70. a 90. ubiegłego wieku. Czasami udawało się w ten sposób pozyskać DNA zwierząt, których szczątki badano, ale większość DNA pochodziła od ludzi, którzy dotykali zabytków podczas prac archeologicznych lub po nich. Dlatego też, by poradzić sobie z problemem współczesnych zanieczyszczeń, naukowcy rozpoczęli pracę z niedawno znalezionymi artefaktami, które były wydobywane ze stanowisk archeologicznych przez naukowców noszących maseczki i rękawiczki, a które następnie, wraz z wciąż przyczepionymi osadami, zostały wsadzone do plastikowych woreczków.
Najpierw zbadano w ten sposób trzy wisiorki z jaskini Baczo Kiro w Bułgarii, z której pochodzą najstarsze pewnie datowane szczątki H. sapiens w Europie. Okazało się, że wisiorki są znacznie mniej zanieczyszczone współczesnym DNA, ale nie znaleziono na nich żadnego paleolitycznego DNA. Udało się to dopiero w przypadku zęba jelenia z Denisowej Jaskini. Na szczęście pracujący tam w 2019 roku archeolodzy zachowali jak największą czystość. Dzięki temu można było ogłosić olbrzymi sukces. Ilość ludzkiego DNA, jakie pozyskaliśmy z tego artefaktu, jest niezwykła. Jest to niemal tyle, ile moglibyśmy uzyskać z ludzkiego zęba, cieszy się Elena Essel.
Naukowcy uzyskali dużo DNA mitochondrialnego oraz sporo DNA jądrowego. Na tej podstawie mogli stwierdzić, że artefakt nosiła kobieta, która była genetycznie blisko spokrewniona ze współczesnymi jej mieszkańcami terenów położonych dalej na wschodzie Syberii, dawnymi mieszkańcami północnej Eurazji (ANE). Dodatkowo zaś nowa metoda, dzięki zbadaniu DNA jelenia i kobieta pozwoliła na datowanie obiektu, bez odwoływania się do destrukcyjnego datowania radiowęglowego.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy udało się zidentyfikować DNA sprzed 2 milionów lat. Mikroskopijne fragmenty genomu znaleziono w osadach z epoki lodowej z północnej Grenlandii. Jest więc ono aż o milion lat starsze, niż DNA pozyskane ze szczątkow syberyjskiego mamuta.
Odkrywcy najstarszego DNA, naukowcy z University of Cambridge, wykorzystali je do zbadania ekosystemu sprzed dwóch milionów lat. Klimat podlegał wówczas dużym zmianom, mają więc najdzieję, że uda się dzięki temu lepiej przewidzieć skutki obecnych zmian klimatycznych.
Odkrycia dokonał zespół profesorów Eske Willersleva i Kurt Kjæra. Otworzyliśmy nowy rozdział historii rozciągający się o milion lat dłużej niż dotychczas. Po raz pierwszy możemy bezpośrednio analizować tak stare DNA ekosystemu przeszłości. DNA ulega szybkiej degradacji, ale wykazaliśmy, że w odpowiednich warunkach możemy cofnąć się bardziej, niż sobie wyobrażaliśmy, stwierdził Willerslev. DNA zachowało się głęboko pod osadami, które nadbudowywały się przez ponad 20 000 lat. Osady zostały następnie zamknięte w lodzie lub wiecznej zmarzlinie, dzięki czemu przez 2 miliony lat nie zostały naruszone przez ludzi", dodaje Kjær.
Niekompletne próbki, o długości milionowych części milimetra, pozyskano z Formacji København. Ma ona grubość około 100 metrów i znajduje się u ujścia fiordu wychodzącego na Ocean Arktyczny w najbardziej na północ wysuniętym miejscu Grenlandii. W czasach, gdy znalezione DNA tam trafiło, klimat był bardzo zmienny, a średnie temperatury na Grenlandii były o 10 do 17 stopni wyższe niż obecnie.
Do mrówcze pracy przy poszukiwaniu i analizowaniu fragmentów DNA zaangażowano 40 naukowców z Wielkiej Brytanii, Danii, Francji, Szwecji, Norwegii, USA i Niemiec. Uczeni musieli najpierw sprawdzić, czy w osadach jest DNA, a jeśli jest, to czy uda się je z osadów wyizolować i zbadać. Po wyizolowaniu porównali każdy fragment z bazami danych zawierających kod genetyczny współczesnych roślin, zwierząt i mikroorganizmów. Dzięki temu zidentyfikowali zające, renifery, lemingi, brzozy i inne rośliny. Znaleziono też fragment DNA mastodonta, co było niespodzianką, gdyż dotychczas nie wiedziano, że te żyjące w Ameryce Północnej i Centralnej zwierzęta dotarły aż do Grenlandii.
Niektóre z fragmentów DNA z łatwością można było sklasyfikować jako kod genetyczny przodków obecnie żyjących konkretnych gatunków, inne fragmenty zaś pozwalały na określenie jedynie rodzaju. Jeszcze inne zaś należały do organizmów, których w żaden sposób nie udało się umiejscowić w bazach danych współcześnie żyjących roślin czy zwierząt.
Próbki sprzed 2 milionów lat pozwolą naukowcom lepiej zrozumieć ewolucję wielu obecnie istniejących gatunków. Ekosystem Kap København sprzed 2 milionów lat nie ma swojego dzisiejszego odpowiednika, organizmy żyły tam w znacząco wyższych temperaturach niż obecnie. Dlatego też te badania mogą nam pokazać, czego należy się spodziewać w przyszłości w związku z globalnym ociepleniem, dodaje profesor Mikkel Pedersen z Lundbeck Foundation GeoGenetics Centre. Kluczowe pytanie brzmi, do jakiego stopnia gatunki są w stanie zaadaptować się do zmian klimatu i przystosować do wyższych temperatur. Uzyskane przez nas dane wskazują, że może to zrobić więcej gatunków, niż sądziliśmy. Jednak pokazują one też, że gatunki potrzebują czasu, na adaptację. Tempo obecnego globalnego ocieplenia jest tak duże, że wiele organizmów nie będzie miało czasu na adaptację, więc zmiany klimatu to olbrzymie zagrożenie dla bioróżnorodności. Niektóre gatunki, w tym rośliny, czeka zagłada, dodaje uczony.
Odkrycie z Formacji København otwiera nowe możliwości przed ekspertami zajmującymi się prehistorycznym DNA. Wiemy, że materiał genetyczny najlepiej przechowuje się w chłodnym, suchym otoczeniu. Jednak skoro udało się nam pozyskać DNA z gliny i kwarcu, być może uda się to też w przypadku wilgotnych gorących miejsc w Afryce. Jeśli wydobylibyśmy DNA z afrykańskiej gleby, moglibyśmy zdobyć przełomowe informacje o pochodzeniu wielu gatunków, może nawet o pierwszych ludziach i ich przodkach. Możliwości są nieograniczone, dodaje Willerslev.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Uczonym z Francis Crick Institute, Natural History Museum oraz University College London udało się uzyskać najstarsze ludzkie DNA z terenu Wielkiej Brytanii. Pochodzi ono od osób, które żyły ponad 13 500 lat temu i wskazuje, że pod koniec epoki lodowej na Wyspy Brytyjskie dotarły dwie różne grupy ludzi. Informacje genetyczne, wraz z odkryciami dotyczącymi diety i kultury tych grup, pozwalają na stworzenie bardziej kompletnego obrazu H. sapiens, którzy ponownie skolonizowali Wyspy pod koniec epoki lodowej.
W czasie ostatnie epoki lodowej około 2/3 obszaru Wysp Brytyjskich była pokryta lodem. Mniej więcej 17 000 lat temu klimat zaczął się ocieplać, lód ustępował, zachodziły znaczące zmiany środowiskowe, a ludzie ponownie zaczęli migrować na północ Europy. Teraz, po raz pierwszy, udało się stwierdzić, że teren dzisiejszego Zjednoczonego Królestwa był rekolonizowany przez co najmniej dwie grupy o różnym pochodzeniu.
Pierwsza z nich to prawdopodobnie ta sama populacja, która stworzyła kulturę magdaleńską. To wytworami tej kultury są monumentalne przykłady malarstwa jaskiniowego z Lascaux czy Altamiry. Przedstawiciele kultury magdaleńskiej byli pierwszymi, którzy przed 16 000 lat zaczęli ponownie kolonizować Europę Północą. Druga grupa – zachodni łowcy-zbieracze (WHG) – pojawili się w północno-zachodniej Europie około 2000 lat później. Ich przodkowie pochodzili prawdopodobnie z Bliskiego Wschodu.
Chcieliśmy dowiedzieć się, kto jako pierwszy mógł zasiedlić Brytanię. Z wcześniejszych badań, w tym zbadań nad Cheddar Man, wiedzieliśmy, że WHG mieszkali na Wyspach już około 10 500 lat temu. Nie wiedzieliśmy jednak, kiedy na nie przybyli i czy byli jedyną populacją, mówi Selina Brace, główna badaczka z Natural History Museum.
Interesował nas okres od 20 do 10 tysięcy lat temu. To część paleolitu. Wówczas na terenie Brytanii dochodziło do ważnym zmian, zwiększyła się powierzchnia terenów leśnych, zmienił się skład gatunkowy zwierząt, na które można było polować. Dysponujemy niewieloma ludzkimi szczątkami z tego tego okresu. Jest ich może około 12 z sześciu stanowisk archeologicznych. Przyjrzeliśmy się szczątkom dwóch osób – jednej z Gough's Cave w Somerset i drugiej z Kendrick's Cave w Walii, dodaje Sophy Charlton z University of York.
Osoba z Gough's Cave zmarła około 15 000 lat temu, a jej DNA wskazuje, jej przodkami byli pierwsi migranci do północno-zachodniej Europy. Osoba z Kendrick's Cave zmarła około 13 500 lat temu i pochodzi z WHG.
Badania, z których wynikami możemy zapoznać się w Nature Ecology and Evolution, wykazały również, że obie grupy były zróżnicowane nie tylko pod względem genetycznym, ale również kulturowym. Analizy chemiczne kości wykazały, że osoby z Kendrick's Cave spożywały pokarm pochodzący z wód morskich i słodkich, w tym duże ssaki morskie. Z kolei u osoby z Gough's Cave nie znaleźliśmy żadnych śladów spożywania pokarmów z wód. Jadła ona przede wszystkim lądowych roślinożerców, jak jelenie, konie czy wołowate (np. tura), dodaje profesor Rhiannon Stevens z UCL.
Obie grupy różniły się też praktykami grzebalnymi. W Kendrick's Cave nie pogrzebano żadnych kości zwierzęcych, co dowodzi, że jaskinia była wyłącznie cmentarzem dla ludzi. Jedyne znalezione tam kości zwierzęce były ozdobione, służyły więc jako dzieła sztuki lub przedmioty użytkowe. Z kolei w Gough's Cave znaleziono modyfikowane kości zwierzęce i ludzkie. Te ludzkie były silnie modyfikowane. Znaleziona tam czaszka wskazuje, że przerobiono ją na rodzaj kubka, co jest interpretowane jako dowód na rytualny kanibalizm mieszkańców Gough's Cave.
To najstarsze jak dotąd genetyczne zapiski historii Brytanii, mówi Pontus Skoglund z Francis Crick Institute. Uczony nie wyklucza, że w przyszłości uda się pozyskać jeszcze starsze DNA.
« powrót do artykułu -
By KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Collegium Medicum Uniwersytetu Jagiellońskiego odkryli, w jaki sposób chemioterapia stosowana w leczeniu nowotworów piersi uszkadza naczynia krwionośne. To pierwszy krok do opracowania metod zapobiegania uszkodzeniu naczyń. Krok niezwykle istotny, gdyż kobiety, które przeszły raka piersi umierają często z powodu chorób układu krążenia.
Zespół pracujący pod kierunkiem profesorów Tomasza Guzika i Tomasza Grodzickiego zauważył, że u kobiet, które przeszły chemioterapię przed zabiegiem mastektomii, widoczne są głębokie cechy dysfunkcji śródbłonka naczyniowego. Śródbłonek zaś jest kluczowym regulatorem zdrowia naczyń krwionośnych. Badania wykazały, że za uszkodzenie nabłonka odpowiada przede wszystkim docetaksel. Substancja ta, pozyskiwana z igły cisu pospolitego, jest jednym z głównym leków przeciwnowotworowych stosowanych w leczeniu raka piersi.
Z artykułu opublikowanego na łamach Journal of Clinical Investigation dowiadujemy się, że w wyniku chemioterapii śródbłonek przestaje wytwarzać tlenek azotu, który oddziałuje na mięśnie gładkie naczyń krwionośnych, pełni rolę regulatora przepływu i ciśnienia krwi. W miejsce tlenku azotu wydzielany jest zaś nadmiar wody utlenionej. To zaś prowadzi do licznych patologicznych zmian w naczyniach, wynikiem których jest zahamowanie działania syntazy tlenku azotu, enzymu kluczowego dla produkcji tlenku azotu.
Kluczowym elementem tej kaskady patologicznych zmian jest oksydaza NADPH Nox4. Oksydazy NADPH (NOX) to grupa enzymów, produkujących reaktywne formy tlenu. Nie od dzisiaj wiadomo, że mogą się one przyczyniać do uszkodzenia struktur komórkowych. NOX4 występuje przede wszystkim w korze nerek i komórkach śródbłonkowych. Przypuszcza się, że produkowany przez nią nadtlenek wodoru może bezpośrednio uszkadzać DNA jądrowy. Dlatego też od dawna oksydazy NADPH są obiecującym celem terapeutycznym w onkologii.
Naukowcy z UJ wykazali, że inhibitory oksydaz naczyniowych oraz inhibitory wybranych cząsteczek sygnałowych mogą zapobiegać niekorzystnym zmianom w naczyniach krwionośnych. Dzieki ich badaniom pojawiła się więc nadzieja, że w przyszłości możliwe będzie opracowanie takich metod leczenia nowotworów piersi, które nie będą prowadziły do patologicznych zmian naczyń krwionośnych.
« powrót do artykułu
-
-
Recently Browsing 0 members
No registered users viewing this page.