Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Badacz ewolucji człowieka, Svante Pääbo, laureatem Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny

Recommended Posts

Tegoroczna Nagroda Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny została przyznana Svante Pääbo za odkrycia dotyczące ludzkiej ewolucji oraz genomu wymarłych homininów. Pääbo jest szwedzkim genetykiem, specjalistą od genetyki ewolucyjnej i jednym z najwybitniejszych żyjących badaczy ewolucji człowieka. Zsekwencjonował DNA neandertalczyka, w 2010 roku ogłosił odkrycie nieznanego wcześniej gatunku człowieka, denisowianina.

Dzięki swoim pionierskim badaniom Svante Pääbo dokonał czegoś, co wydawało się niemożliwe: zsekwencjonował genom neandertalczyka, wymarłego krewniaka człowieka współczesnego. Dokonał też sensacyjnego odkrycia nieznanego wcześniej hominina, denisowianina. Pääbo zauważył też, że już po wyjściu człowieka z Afryki, przed około 70 000 laty doszło do wymiany genów pomiędzy tymi obecnie wymarłymi homininami, a H. sapiens. Ten przepływ genów do człowieka współczesnego do dzisiaj wywiera na nas wpły, ma na przykład znaczenie dla reakcji naszego układu odpornościowego na infekcje, czytamy w uzasadnieniu Komitetu Noblowskiego.

Komitet podkreślił, że nowatorskie badania prowadzone przez Szweda doprowadziły do powstania nowej gałęzi nauki – paleogenomiki. O pracy wybitnego uczonego niejednokrotnie informowaliśmy na łamach KopalniWiedzy.

Już na początku swojej kariery naukowej Pääbo zastanawiał się nad możliwością wykorzystania nowoczesnych metod genetyki do badania genomu neandertalczyków. Szybko jednak zdał sobie sprawę z tego, że po tysiącach lat pozostaje niewiele materiału genetycznego, a ten, który uda się uzyskać, jest silnie zanieczyszczony przez bakterie i współczesnych ludzi. Pääbo, będąc studentem Allana Wilsona, pioniera biologii ewolucyjnej, zaczął pracować nad metodami badania DNA neandertalczyków. Gdy w 1990 roku został zatrudniony na Uniwersytecie w Monachium, kontynuował swoje zainteresowania. Rozpoczął od prób analizy mitochondrialnego DNA (mtDNA). mtDNA jest bardzo małe i zawiera niewielką część informacji genetycznej, ale występuje w olbrzymiej liczbie kopii, co zwiększało szanse na sukces. W końcu w 1997 roku mógł ogłosić sukces. Z liczącego 40 000 lat kawałka kości udało się uzyskać mtDNA. Tym samym po raz pierwszy w historii dysponowaliśmy genomem naszego wymarłego krewniaka. Porównanie z genomem H. sapiens i szympansem pokazało, że H. neanderthalensis był genetycznie odmiennym gatunkiem.

Uczony nie spoczął jednak na laurach. Z czasem przyjął propozycję stworzenia Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka w Lipsku. W 2009 roku zaprezentował pierwszą, składającą się z ponad 3 miliardów par zasad, sekwencję DNA neandertalczyka. Dzięki temu dowiedzieliśmy się, że ostatni przodek H. neanderthalensis i H. sapiens żył około 800 000 lat temu.

Uczony rozpoczął projekt, w ramach którego porównywał związki łączące neandertalczyków i ludzi współczesnych żyjących w różnych częściach świata. Okazało się, że sekwencje genetyczne neandertalczyków są bardziej podobne do ludzi żyjących obecnie na terenie Europy i Azji niż do mieszkańców Afryki, a to wskazywało na krzyżowanie się obu gatunków.

W 2010 roku naukowiec dokonał kolejnego znaczącego odkrycia. Badania nad fragmentem kości znalezionym w Denisowej Jaskini na Syberii, przyniosły kolejną sensację. Okazało się, że kość należała do nieznanego wcześniej gatunku człowieka. Tegoroczny noblista zaczął zgłębiać temat i stwierdził, że pomiędzy H. sapiens a denisowianami również dochodziło do przepływu genów. Związki pomiędzy oboma naszymi gatunkami najwyraźniej widoczne są w Azji Południowo-Wschodniej. Nawet 6% genomu tamtejszych ludzi to dziedzictwo denisowian.

Odkrycia Pääbo pozwoliły nam na nowo zrozumieć naszą ewolucję. Gdy H. sapiens opuścił Afrykę, w Eurazji istniały co najmniej dwie wymarłe obecnie populacje homininów. Neandertalczycy mieszkali w zachodniej Eurazji, a denisowianie zajmowali wschodnią część kontynentu. Podczas migracji z Afryki H. sapiens nie tylko napotkał i krzyżował się z neandertalczykami, ale również z denisowianami, piszą przedstawiciele Komitetu Noblowskiego.

Paleogenomika, która powstała dzięki badaniom Svante Pääbo, pomaga nam lepiej zrozumieć naszą własną historię. Dowiedzieliśmy się, że krzyżowanie się z wymarłymi gatunkami człowieka wciąż wpływa na fizjologię współczesnych ludzi. Odziedziczona pod denisowianach wersja genu EPAS1 pozwoliła H. sapiens przetrwać na wysoko położonych terenach i zasiedlić Tybet, a neandertalskie geny wpływają na pracę naszego układu odpornościowego.

Dzięki Pääbo mamy szansę dowiedzieć się, dlaczego nasz gatunek odniósł sukces ewolucyjny. Neandertalczycy również żyli w grupach, mieli duże mózgi, używali narzędzi, jednak ich kultura i technologia rozwijały się bardzo powoli. Przed odkryciami dokonanymi przez Svante Pääbo nie znaliśmy różnic genetycznych pomiędzy nimi a nami.

Svante Pääbo urodził się w 1955 roku w Sztokholmie. Jego matką jest estońska chemik Karin Pääbo , a ojcem biochemik Sune Bergström, który w 1982 roku otrzymał Nagrodę Nobla w fizjologii lub medycynie. W 1986 roku Svante obronił doktorat na Uniwersytecie w Uppsali. Otrzymał go za badania nad wpływem proteiny E19 adenowirusów na układ odpornościowy. W 2007 roku magazyn Time uznał go za jednego ze 100 najbardziej wpływowych ludzi na świecie. Jest laureatem licznych nagród. W 2014 roku napisał książkę „Neandertalczyk. W poszukiwaniu zaginionych genomów”.


« 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
      Królewska Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła, że tegoroczna Nagroda Nobla z fizyki została przyznana za wkład w zrozumienie złożonych systemów fizycznych. Połową nagrody podzielą się Syukuro Manabe i Klaus Hasselmann za fizyczne modelowanie klimatu Ziemi, obliczenie jego zmienności i wiarygodne przewidzenie procesu ocieplania się. Druga połowa trafi do Giorgio Parisiego za odkrycie współzależności nieuporządkowania i fluktuacji w systemach fizycznych, od skali atomowej po planetarną.
      Wszyscy trzej laureaci specjalizują się badaniu chaotycznych i pozornie przypadkowych wydarzeń. Manabe i Hasselmann położyli wielkie zasługi dla lepszego zrozumienia klimatu naszej planety i wpływu nań człowieka. Z kolei Parisi zrewolucjonizował naszą wiedzę o materiałach nieuporządkowanych i procesach losowych.
      Syukuro Manabe wykazał, w jaki sposób zwiększona koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze prowadzi do zwiększenia temperatury na powierzchni Ziemi. Już w latach 60. ubiegłego wieku pracował nad rozwojem fizycznych modeli ziemskiego klimatu. Był pierwszym naukowcem, który badał związek pomiędzy bilansem radiacyjnym Ziemi a pionowym ruchem mas powietrza wywołanym konwekcją.
      Żeby poradzić sobie z tak skomplikowanym zadaniem obliczeniowym, stworzył uproszczony model, który opisywał pionową kolumnę powietrza o wysokości 40 kilometrów i za jego pomocą testował różny skład atmosfery. Po setkach godzin obliczeń i symulacji wykazał, że poziom tlenu i azotu mają pomijalny wpływ, a o temperaturze decyduje dwutlenek węgla. Uczony wykazał, że przy dwukrotnym wzroście stężenia CO2, temperatura na powierzchni rośnie o ponad 2 stopnie Celsjusza. Jego model potwierdził, że wzrost temperatury na powierzchni Ziemi rzeczywiście jest zależny od koncentracji CO2, gdyż przewidywał wzrost temperatury przy powierzchni i jednoczesne ochładzanie się wyższych partii atmosfery. Gdyby za wzrost temperatury odpowiadały zmiany w promieniowaniu słonecznym, to cała atmosfera powinna się ogrzewać w tym samym czasie.
      Swój uproszczony, dwuwymiarowy model, zapoczątkowany w latach 60., rozbudował, gdy wzrosły możliwości obliczeniowe komputerów i mógł do niego dodawać kolejne elementy. W roku 1975 Manabe przedstawił trójwymiarowy model klimatyczny. Był on kolejnym krokiem milowym ku lepszemu zrozumieniu klimatu. Prace Manabe stanowią fundament dla współczesnych modeli.
      Około 10 lat po przełomowych pracach Manabe Klaus Hasselmann stworzył model fizyczny, w którym połączył pogodę i klimat. Odpowiedział w ten sposób na niezwykle ważne pytanie, dlaczego modele klimatyczne mogą być wiarygodne, pomimo tego, że sama pogoda jest zmienna i chaotyczna. Hasselmann stworzył też metody pozwalające na zidentyfikowanie sygnałów, świadczących o wpływie na klimat zarówno procesów naturalnych, jak i działalności człowieka. To dzięki nim jesteśmy w stanie udowodnić, że zwiększone temperatury na powierzchni Ziemi są spowodowane antropogeniczną emisją dwutlenku węgla.
      W latach 50. Hasselmann był doktorantem fizyki w Hamburgu, gdzie zajmował się dynamiką płynów i rozwijał modele opisujące fale i prądy oceaniczne. Przeprowadził się do Kalifornii i nadal zajmował się oceanografią. Poznał tam m.in. słynnego Charlesa Keelinga, autora najdłuższej serii pomiarów stężenia CO2 w atmosferze. Jednak wówczas nie przypuszczał jeszcze, że w swoich badaniach będzie regularnie wykorzystywał krzywą Keelinga.
      Hasselmann wiedział, że stworzenie modelu klimatycznego z chaotycznych danych pogodowych będzie niezwykle trudne. A zadania nie ułatwia fakt, że zjawiska wpływające na klimat są niezwykle zmienne w czasie. Mogą być to zjawiska gwałtowne i szybko się zmieniające, jak siła wiatru i temperatura powietrza, ale również bardzo powolne, jak topnienie lodowców czy ogrzewanie się oceanów. Wystarczy wziąć pod uwagę fakt, że równomierne zwiększenie temperatury o 1 stopień Celsjusza może trwać w przypadku atmosfery kilka tygodni, ale w przypadku oceanów mogą minąć setki lat. Prawdziwym wyzwaniem było uwzględnienie tych szybkich chaotycznych zmian pogodowych w obliczeniach dotyczących klimatu i wykazaniu, w jaki sposób wpływają one na klimat. Hasselmann stworzył stochastyczny model klimatyczny, do którego zainspirowały go prace Einsteina nad ruchami Browna.
      A gdy już ukończył model zmienności klimatu i wpływu nań pogody, stworzył modele opisujące wpływ człowieka na cały system. Pozwalają one odróżnić np. wpływ zmian promieniowania słonecznego od wpływu gazów emitowanych przez wulkany, a te od wpływu gazów emitowanych przez człowieka.
      Około 1980 roku Giorgio Parisi, ostatni z tegorocznych laureatów, znalazł ukryte wzorce w nieuporządkowanych złożonych materiałach. To jedno z najważniejszych osiągnięć teorii złożonych systemów. Dzięki niemu jesteśmy w stanie lepiej rozumieć i badać wiele pozornie losowych zjawisk i nieuporządkowanych materiałów. Odkrycie to ma znaczenie nie tylko fizyce. Ma olbrzymie znaczenie dla matematyki, biologii, neurologii czy maszynowego uczenia się.
      Parisi rozpoczął swoje przełomowe prace od badań szkła spinowego. To materiał magnetyczny, który wykazuje lokalne uporządkowanie spinów, czyli momentów magnetycznych, ale nie posiadający wypadkowego momentu magnetycznego. Szkło spinowe to stop metalu, w którym mamy np. atomy żelaza są losowo rozmieszczone wśród atomów miedzi. Jednak mimo że w stopie znajduje się niewiele atomów żelaza, to radykalnie zmieniają one właściwości magnetyczne całego materiału. Zachowują się jak małe magnesy, na które wpływają sąsiadujące atomy. W standardowym magnesie wszystkie spiny mają ten sam kierunek.
      Jenak w szkle spinowym niektóre pary usiłują wskazywać w jednym kierunku, a inne w innym. Parisi chciał dowiedzieć się, jak wybierają one optymalną orientację. Problemem tym zajmowało się wielu wybitnych uczonych, w tym laureaci Nagrody Nobla. Jednym ze sposobów na znalezienie odpowiedzi było wykorzystanie tzw. replica trick, matematycznej metody, w której wiele kopii tego samego systemu było przetwarzanych jednocześnie. Jednak w fizyce się to nie sprawdzało.
      W 1979 roku Parisi dokonał przełomowego odkrycia na tym polu. Wykazał, że w kopiach istnieją ukryte struktury i opisał je matematycznie. Minęło wiele lat, zanim udowodniono, że rozwiązanie Parisiego jest prawidłowe. Od tamtej jednak pory jego metoda jest używana do badania systemów nieuporządkowanych.
      Syukuro Manabe urodził się w Japonii w 1931 roku. Jest pionierem w wykorzystaniu komputerów do symulowania klimatu. Pracę doktorską obronił na Uniwersytecie Tokijskim w 1958 roku, następnie wyjechał do USA, gdzie pracował w US Weather Bureau, NOAA (Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna) i Princeton University. Jest obecnie starszym meteorologiem na Princeton University. Jest również członkiem Akademii Nauk USA, zagranicznym członkiem Akademii Japońskiej, Academia Europaea i Royal Society of Canada, laureatem licznych nagród naukowych.
      Klaus Hasselmann, urodzony w Hamburgu w 1931 roku, to czołowy niemiecki oceanograf i specjalista od modelowania klimatu. Jest twórcą modelu zmienności klimatycznej nazwanego modelem Hasselmanna. Życie zawodowe związał głównie z Uniwersytetem w Hamburgu, pracował też na Uniwersytecie w Getyndzie i w Instytucie Dynamiki Cieczy im. Maxa Plancka. Był dyrektorem-założycielem Instytutu Meteorologii im. Maxa Plancka oraz dyrektorem naukowym w Niemieckim Centrum Obliczeń Klimatycznych. Obecnie zaś jest wiceprzewodniczącym Europejskiego forum Klimatycznego, które założył w 2001 roku wraz z prof. Carlo Jaegerem. Za swoją pracę naukową otrzymał m.in. nagrodę od Europejskiego Towarzystwa Geofizycznego i amerykańskich oraz brytyjskich towarzystw Meteorologicznych.
      Giorgio Parisi urodził się w 1948 roku. Jest fizykiem teoretycznym, a jego zainteresowania koncentrują się na mechanice statystycznej, kwantowej teorii pola i systemach złożonych. Pracował w Laboratori Nazionali di Frascati, na Columbia University, Institut des Hautes Études Scientifiques oraz École normale supérieure i Uniwersytecie Rzymskim Tor Vergata. Jest też prezydentem jednej z najstarszych i najbardziej prestiżowych europejskich instytucji naukowych Accademia dei Lincei oraz członkiem Francuskiej Akademii Nauk, amerykańskiej Akademii Nauk czy Amerykańskiego Towarzystwa Filozoficznego. Parisi to laureat wielu nagród w tym Nagrody Enrico Fermiego czy Medalu Maxa Plancka.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      David Julius i Ardem Patapoutian podzielili się Nagrodą Nobla z fizjologii lub medycyny. Obaj uczeni, pracując oddzielnie, odkryli w skórze receptory temperatury i dotyku, a ich praca daje nadzieję na stworzenie nowych środków przeciwbólowych. Obaj wykazali, w jaki sposób ludzki organizm zamienia impuls cieplny czy dotyk w sygnał elektryczny. Jak stwierdził przyznający nagrodę Instytut Karolinska, proces ten pozwala nam odbierać sygnały z zewnątrz i adaptować się do nich.
      Przedstawiciele Instytutu wyrazili też nadzieję, że wiedza, jaką zyskaliśmy dzięki pracy obu laureatów, „pozwoli na opracowanie metod leczenia wielu chorób, w tym chronicznego bólu”.
      Ardem Patapoutian urodził się w 1967 roku w Bejrucie, w Libanie. Jego rodzice pochodzą z Armenii. W młodości przeprowadził się do Los Angeles, a obecnie pracuje w Howard Hughes Medical Institute w La Jolla w Kalifornii. Jak się okazuje, o zdobyciu nagrody dowiedział się od swojego ojca, gdyż przyznający nagrodę nie mogli się w nim skontaktować. Patapoutian okrył mechanizm komórkowy oraz geny, które przekładają siłę działającą na skórę na sygnały elektryczne.
      Z kolei David Julius to rodowity Amerykanin urodzony w Nowym Jorku w 1955 roku. Obecnie jest profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Francisco (UCFS), na którym zresztą pracował w przeszłości Patapoutian. Profesor Julius dokonał swojego odkrycia, gdyż zainteresowało go wykorzystanie naturalnych produktów do odkrywania funkcji biologicznych. Postanowił więc wykorzystać kapsaicynę, związek chemiczny odpowiedzialny za piekący smak papryczki chili, do wywołania na skórze fałszywego uczucia gorąca, by w ten sposób zrozumieć, jak skóra odczuwa temperaturę. Również i jego badania mogą pomóc w zwalczaniu bólu. Uczony mówił zresztą o tym już w 2017 roku, gdy podczas jednego z wykładów stwierdził, że "wszystcy wiemy, że naprawdę brakuje nam leków i metod leczenia chronicznego bólu".
      Badania Juliusa już zresztą znalazły praktyczne zastosowanie. Niemiecka firma Guenenthal GmbH produkuje plastry i kremy przeciwbólowe wykorzystujące receptor kapsaicyny TRPV1, który odkrył Julius. Przedstawiciele firmy przyznają, że prace uczonego otworzyły nowe pole badań nad nieopioidowymi środkami przeciwbólowymi.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Narodowe Centrum Badań Jądrowych od wielu lat jest wiodącym producentem promieniotwórczego jodu, stosowanego w terapii i diagnostyce medycznej. Naukowcy z Zakładu Badań Reaktorowych nieustannie badają i optymalizują procesy tej produkcji. Najnowszy sposób napromieniania pozwoli na zwiększenie aktywności uzyskanego materiału, ograniczy ilość ciepła wydzielanego podczas produkcji i zmniejszy ilość odpadów promieniotwórczych.
      Jod-131 jest powszechnie stosowanym radioizotopem, który rozpada się poprzez emisję cząstki beta. Stosowany jest w leczeniu nadczynności tarczycy oraz jej niektórych nowotworów, które wykazują zdolność pochłaniania tego pierwiastka. Jod-131 jest stosowany również jako znacznik w radioterapii np. jako metajodobenzyloguanina -131I (131I-MIBG) w terapii guzów chromochłonnych i nerwiaka płodowego.
      Obecnie dwutlenek telluru używany jako materiał tarczowy przy produkcji jodu-131 jest najczęściej napromienianym materiałem w reaktorze MARIA – wyjaśnia inż. Anna Talarowska z Zakładu Badań Reaktorowych. Przed każdym cyklem pracy reaktora, do jego kanałów załadowywanych jest średnio około stu czterdziestu zasobników z TeO2. Rocznie napromienianych jest ponad 3000 zasobników w kanałach pionowych reaktora MARIA. Po przetworzeniu w naszym OR POLATOM jod w postaci radiofarmaceutyków lub roztworów radiochemicznych trafia do odbiorców na całym świecie. Modernizacja procesu napromieniania telluru pozwoli na bardziej wydajną produkcję.
      Jod–131 powstaje w wyniku przemiany β- niestabilnego izotopu 131mTe. Ten ostatni powstaje w wyniku wychwytu neutronu przez atom telluru–130. Warunki pozwalające na wychwyt neutronu przez 130Te panują w reaktorach badawczych takich jak reaktor MARIA. Rdzenie tych reaktorów są projektowane w taki sposób, aby możliwe było umieszczenie zasobników z materiałem tarczowym na określony, optymalny czas napromienienia. Do reaktora MARIA jako tarcza trafia tzw. tellur naturalny, czyli taki, jaki występuje naturalnie w przyrodzie – tłumaczy uczona. Składa się on z ośmiu stabilnych izotopów. Izotop 130Te stanowi jedynie ok. 34 % naturalnego telluru. Pozostałe stabilne izotopy telluru mają większy od 130Te przekrój czynny na wychwyt neutronów. Dzięki dużym wartościom przekrojów czynnych w tellurze znajdującym się w polu neutronów termicznych, a szczególnie epitermicznych, ma miejsce duża generacja ciepła, będącego rezultatem intensywnie zachodzących reakcji jądrowych. Dotyczy to szczególnie izotopu 123Te (stanowiącego 0,9 % naturalnego telluru), którego przekrój czynny na wychwyt neutronów to jest ponad 1000 razy większy, niż w przypadku 130Te. Oznacza to, że dużo łatwiej zachodzi reakcja neutronów z 123Te niż 130Te i jest to efekt niepożądany.
      Istotą proponowanej zmiany w sposobie produkcji jest napromieniowanie tarcz z naturalnym tellurem o wzbogaceniu w 130Te do 95% (zamiast dotychczasowych 33,8%). Dzięki czemu zmniejszy się liczba reakcji neutronów z innymi izotopami telluru, które stanowią nieużyteczną część końcowego produktu, a znaczącą podwyższy się wydajność napromieniania. Nowy sposób napromieniania tarcz pozwoli na uzyskanie większej aktywności 131I, przy jednoczesnym zmniejszeniu ilość odpadów produkcyjnych i bardziej efektywnym wykorzystaniu kanałów pionowych reaktora. Zwiększenie aktywności końcowego produktu, zmniejszenie ilości odpadów i optymalizacja wykorzystania kanałów, to krok ku wydajniejszej produkcji, a więc też szerszemu dostępowi tego radioizotopu. Cały czas analizujemy procesy napromieniania tak aby możliwie najlepiej zmaksymalizować ich efekty – podkreśla inż. Talarowska.
      Otrzymane wyniki dotychczasowych analiz pozwalają na wyciągnięcie dwóch zasadniczych wniosków: zastosowanie wzbogaconego telluru znacznie zwiększa wydajność produkcji oraz zmniejsza generację ciepła w zasobnikach. Obecnie trwają prace eksperymentalne, których wyniki pozwolą dokonać końcowej oceny. Z punktu widzenia reaktora MARIA niezbędne jest przygotowanie dokumentacji – m.in. instrukcji i procedur.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...