Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Odmienne zęby Europejczyków. Na ich kształt wpływa neandertalski gen
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
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
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
Gwałtowne ochłodzenie prawdopodobnie sprowadziło zagładę na pierwszych ludzi, którzy zasiedlili Europę, informują naukowcy z University College London (UCL). W magazynie Science ukazał się artykuł, w którym naukowcy opisują nieznany dotychczas epizod ochłodzenia klimatu, do jakiego doszło 1,1 miliona lat temu. Ich zdaniem, doprowadziło to do wymarcia całej europejskiej populacji człowieka.
Najstarsze w Europie szczątki rodzaju znaleziono na Półwyspie Iberyjskim. Sugerują one, że nasi krewniacy byli w Europie już 1,4 miliona lat temu. Przybyli z południowo-zachodniej Azji. Dotychczas sądzono, że gdy już człowiek w Europie się pojawił, to w niej pozostał. Nasze odkrycie ekstremalnego ochłodzenia sprzed 1,1 miliona lat rzuca wyzwanie teorii o ciągłym zamieszkaniu Europy przez człowieka, mówi jeden z głównych autorów badań, profesor Chronis Tzedakis.
Zajmujący się badaniem paleoklimatu specjaliści z UCL, Uniwersytetu w Cambridge oraz Najwyższej Rady Badań Naukowych (CSIC) w Barcelonie, przeanalizowali skład chemiczny mikroorganizmów morskich oraz pyłki z rdzeni pobranych u wybrzeży Portugalii. Odkryli nieznaną gwałtowną zmianę klimatu, w czasie której temperatura powierzchni oceanu u wybrzeży dzisiejszej Lizbony spadła poniżej 6 stopni Celsjusza – była więc ponaddwukrotnie niższa niż obecnie w najzimniejszych miesiącach zimowych – a na lądzie zasięg zwiększyły obszary półpustynne.
Ku naszemu zdumieniu odkryliśmy, że ochłodzenie sprzed 1,1 miliona lat było porównywalne z najbardziej ekstremalnymi warunkami pogodowymi ostatniej epoki lodowej, stwierdził główny autor badań, doktor Vasiliki Margali. Tak głębokie ochłodzenie musiało wywrzeć olbrzymi wpływ na ówczesne niewielkie społeczności łowiecko-zbierackie, gdyż wczesnym ludziom brakowało takich mechanizmów adaptacyjnych jak wystarczająca tkanka tłuszczowa, umiejętność rozpalania ognia, wyrobu odpowiedniej jakości okryć czy znajdowania odpowiednich schronień, dodaje profesor Nick Ashton z British Museum.
Naukowcy nie chcieli poprzestać wyłącznie na przypuszczeniach. Profesor Axel Timmermann i jego zespół z Uniwersytetu Narodowego w Pusan wykorzystali superkomputer do stworzenia symulacji ówczesnych warunków i ich wpływu na ludzi. Wykorzystali przy tym dane paleontologiczne i archeologiczne, tworząc model habitatu ludzkiego. Nasze wyniki pokazały, że 1,1 miliona lat temu warunki klimatyczne w basenie Morza Śródziemnego nie pozwalały na istnienie tam ludzi.
Uzyskane wyniki sugerują, że ludzie zamieszkujący południe Europy wyginęli we wczesnym plejstocenie. To może też tłumaczyć, dlaczego nie dysponujemy żadnymi śladami człowieka z Europy z okresu kolejnych 200 000 lat. Według tego scenariusza Europa została ponownie skolonizowana około 900 000 lat temu, tym razem przez bardziej odporne społeczności, którym zmiany ewolucyjne i kulturowe pozwoliły na przeżycie, dodaje profesor Chris Stringer z Muzeum Historii Naturalnej w Londynie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Wydziału Medycyny Uniwersytetu w Pittsburghu są prawdopodobnie pierwszymi, którzy donoszą o istnieniu w ludzkim mózgu 12-godzinnego cyklu aktywności genetycznej. Co więcej, na podstawie pośmiertnych badań tkanki mózgowej stwierdzili, że niektóre elementy tego cyklu są nieobecne lub zburzone u osób cierpiących na schizofrenię.
Niewiele wiemy o aktywności genetycznej ludzkiego mózgu w cyklach krótszych niż 24-godzinne. Od dawna zaś obserwujemy 12-godzinny cykl aktywności genetycznej u morskich, które muszą dostosować swoją aktywność do pływów, a ostatnie badania wskazują na istnienie takich cykli u wielu różnych gatunków, od nicienia C. elegans, poprzez myszy po pawiana oliwkowego.
Wiele aspektów ludzkiego zachowania – wzorzec snu czy wydajność procesów poznawczych – oraz fizjologii – ciśnienie krwi, poziom hormonów czy temperatura ciała – również wykazują rytm 12-godzinny, stwierdzają autorzy badań. Niewiele jednak wiemy o tym rytmie, szczególnie w odniesieniu do mózgu.
Na podstawie badań tkanki mózgowej naukowcy stwierdzili, że w mózgach osób bez zdiagnozowanych chorób układu nerwowego, w ich grzbietowo-bocznej korze przedczołowej, widoczne są dwa 12-godzinne cykle genetyczne. Zwiększona aktywność genów ma miejsce w godzinach około 9 i 21 oraz 3 i 15. W cyklu poranno-wieczornym dochodzi do zwiększonej aktywności genów związanych z funkcjonowaniem mitochondriów, a zatem z zapewnieniem mózgowi energii. Natomiast w godzinach popołudniowych i nocnych – czyli ok. 15:00 i 3:00 – zwiększała się aktywność genów powiązanych z tworzeniem połączeń między neuronami.
O ile nam wiadomo, są to pierwsze badania wykazujące istnienie 12-godzinnych cykli w ekspresji genów w ludzkim mózgu. Rytmy te są powiązane z podstawowymi procesami komórkowymi. Jednak u osób ze schizofrenią zaobserwowaliśmy silną redukcję aktywności w tych cyklach, informują naukowcy. U cierpiących na schizofrenię cykl związany z rozwojem i podtrzymywaniem struktury neuronalnej w ogóle nie istniał, a cykl mitochondrialny nie miał swoich szczytów w godzinach porannych i wieczornych, gdy człowiek się budzi i kładzie spać, a był przesunięty.
W tej chwili autorzy badań nie potrafią rozstrzygnąć, czy zaobserwowane zaburzenia cykli u osób ze schizofrenią są przyczyną ich choroby, czy też są spowodowane innymi czynnikami, jak np. zażywanie leków lub zaburzenia snu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania, podczas których porównano bioróżnorodność dzikich ssaków w Europie sprzed 8000 lat z dniem dzisiejszym, wykazały, że w tym czasie Stary Kontynent zyskał więcej gatunków, niż stracił, informują naukowcy z University of York. Ostatnie wysiłki na rzecz reintrodukcji gatunków oraz wprowadzenie gatunków obcych spowodowały, że w wielu miejscach Europy, pomimo utraty habitatów i lokalnego wyginięcia zwierząt, zróżnicowanie ssaków wzrosło.
Uczeni stwierdzili, że jeśli obecnie prowadzone projekty ochrony przyrody i reintrodukcji gatunków zostaną utrzymane, to jest szansa, że gatunki takie jak wilki, rysie i bobry, które zostały w wielu miejscach wytępione, powrócą i na większości obszaru Starego Kontynentu bioróżnorodność ssaków będzie większa niż 8000 lat temu.
W ciągu ostatnich 8000 lat Europa straciła ssaki żyjące na niektórych wyspach. Jednak ze zwierząt żyjących na samym kontynencie na stałe utraciliśmy tylko dwa gatunki ssaków: tura i dzikiego osła.
Mimo że w czasie naszych badań nie skupialiśmy się na liczebności poszczególnych gatunków, to ich wyniki są optymistyczne. Większość europejskich ssaków przetrwała i jeśli w przyszłości damy im więcej przestrzeni, bioróżnorodność może wzrosnąć ponad to, co widzieli nasi przodkowie, mówi doktor Jack Hatfield. Wiele badań wykazało, że w niektórych populacjach doszło do olbrzymich spadków liczebności, więc zaskakujące jest, jak natura przystosowała się do zmian antropogenicznych. Udana reintrodukcja w wielu krajach takich gatunków jak żubry i bobry oraz wprowadzenie gatunków obcych pomogły w utrzymaniu poziomu bioróżnorodności, dodaje uczony.
Nie jest możliwe, byśmy wrócili do naturalnego środowiska sprzed 8000 lat. Jednak nie wszystkie zmiany były negatywne, a przyszłość naszych stosunków z dzikimi ssakami Europy rysuje się w jasnych barwach, dodaje profesor Chris Thomas.
Autorzy badań przypominają, że 8000 lat temu na Ziemi żyło jedynie około 5 milionów ludzi, a w Europie rolnictwo dopiero raczkowało. Ostrzegają też, że pozytywne wieści z Europy nie oznaczają, że na całym świecie sytuacja jest równie dobra. W wielu miejscach planety mamy bowiem do czynienia z błyskawicznym niszczeniem habitatów.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.