Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Choć jest niezbędny do przeżycia komórki, ludzki genom wcale nie jest tak stabilny i niezmienny, jak mogłoby się wydawać. Od pewnego czasu wiadomo, że niektóre jego fragmenty posiadają wybitną zdolność do zmiany pozycji, lecz wyniki badań nad intensywnością tego procesu mogą zaskakiwać.

Zaledwie około 2 procent genomu człowieka, czyli ogółu całości jego informacji genetycznej, to geny, czyli fragmenty niezbędne dla syntezy cząsteczek wytwarzanych w komórkach. Pozostałe fragmenty to tajemnicza mieszanina sekwencji, których pochodzenie i rola nie zostały dokładnie zdefiniowane. Najczęściej występującymi w tej grupie elementami są tzw. retrotranspozony Alu, zdolne do wstawiania kolejnych kopii samych siebie oraz otaczających je fragmentów do genomu określonej komórki.

Sekwencje Alu, nazwane tak ze względu na zdolność bakteryjnego enzymu AluI do ich przecięcia, zostały odkryte kilkadziesiąt lat temu. Stanowią aż 10% genomu człowieka, a do tego ich liczba wciąż rośnie. Ze względu na fakt, że mogą one losowo wbudować się w dowolnym miejscu cząsteczki DNA, mogą stanowić poważne zagrożenie dla ludzkiego zdrowia. Jak tłumaczy badający je naukowiec, dr Scott Devine ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Emory, te elementy stanowią istotne zagrożenie dla naszej informacji genetycznej, ponieważ mogą uszkodzić geny, kiedy do nich wskakują. Prowadzą w ten sposób do zmiany cech genetycznych albo chorób, takich jak nowotwory.

Ze względu na niebezpieczeństwo związane z występowaniem charakterystycznych sekwencji, badacze postanowili zmierzyć ich "ruchliwość". Aby tego dokonać, podzielili występujące w typowym genomie retrotranspozony Alu na rodziny, a następnie badali każdą z nich w warunkach laboratoryjnych. Klucz do rozróżnienia poszczególnych grup był prosty: badacze wyszli z założenia, że im dawniej dana sekwencja została wbudowana, tym więcej przeszła od tego czasu mutacji, a im więcej przeszła mutacji, tym większe jest prawdopodobieństwo, że utraciła zdolność do wykonywania kolejnych "skoków".

Jak tłumaczy dr Devine, chcieliśmy sprawdzić, jaki czynnik decyduje, czy dany element Alu będzie ruchomy. W ten sposób moglibyśmy przewidywać, które kopie Alu mają większą zdolność do niszczenia naszej informacji genetycznej. Informacja ta będzie bardzo istotna, ponieważ wkraczamy w epokę spersonalizowanej genomiki, która pozwala nam na przewidywanie naszego zdrowia w przyszłości.

Aby zbadać właściwości poszczególnych rodzin, przedstawiciel każdej z nich został umieszczony w niedużej kolistej cząsteczce DNA zwanej plazmidem. Zaraz obok niego ulokowano, dzięki metodom inżynierii genetycznej, gen kodujący białko zapewniające komórkom oporność na jedną z toksyn. Przygotowane w ten sposób cząsteczki wbudowano do komórek hodowanych w laboratorium.

Zgodnie z założeniami eksperymentu, "przeniesienie się" fragmentu Alu z plazmidu do genomu komórki powinno spowodować, że przesunie się wraz z nim gen oporności na truciznę. Powinno to oznaczać, że im bardziej aktywny jest dany retrotranspozon, tym więcej komórek przeżyje ekspozycję na szkodliwy związek.

Z wykonanych obliczeń wynika, że w ludzkim genomie istnieje około 37000 aktywnych elementów Alu, z czego aż 10000 to fragmenty bardzo aktywne, które mogą zostać w każdej chwili przeniesione do dowolnego innego miejsca w cząsteczce DNA. Oznacza to, że każdy z nich może w dowolnym momencie zmienić swoją pozycję i uszkodzić istotny dla komórki gen, prowadząc do katastrofalnych konsekwencji.

Zdolność sekwencji Alu do zmiany własnej pozycji w genomie jest zależna od innego retrotranspozonu, zwanego L1. Jak tłumaczy dr Devine, uzależnienie ich "ruchliwości" od fragmentów L1 sprawia, że Alu to tak naprawdę pasożyty pasożytów.

Badania pokazują, że oba elementy są wspólnie "przepisywane", bardzo podobnie do genów, na cząsteczki RNA (proces ten nazywamy transkrypcją), lecz zawarte w nich unikalne sekwencje sprawiają, że mogą zostać "przepisane" z powrotem na DNA dzięki zjawisku odwrotnej transkrypcji. Powstała w ten sposób niewielka cząsteczka DNA może włączyć się do genomu w losowym miejscu, powodując cały szereg konsekwencji.

Obecnie nie wiadomo dokładnie, jak powstały tajemnicze struktury, ani jakie czynniki decydują o ich aktywności. Zrozumienie tego procesu może być jednak bardzo istotne dla zwiększenia naszej wiedzy o ludzkiej informacji genetycznej. Jak tłumaczą badacze, średnio co dwudzieste dziecko rodzi się z nowym elementem Alu w swoim genomie, a konsekwencje tego zjawiska mogą mieć kolosalny wpływ na życie i zdrowie ludzi.

Badania dr. Devine'a przeprowadzono we współpracy z Instytutem Biologii Rozwoju wchodzącym w skład Instytutu Maxa Plancka. Wyniki studium publikuje czasopismo Genome Research.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ciekawi mnie czy ktoś kiedykolwiek zajmował się w laboratorium oddziaływaniem muzyki na DNA?

 

materia jest energią, energia to ruch, ruch to wibracja. materia jest  jedynie namacalną i dającą się zaobserwować manifestacją wibracji. żeby jednak coś zobaczyć, potrzebny jest kontrast. dzień - noc, ogień - woda, białe - czarne, świat materialny - świat niematerialny. materia jest wibracją świata niematerialnego. każda rzecz jest wibracją i aby coś zmienić wystarczy dobrać odpowiednią wibrację. oczywiście, że DNA musi być bardzo skoczne, ponieważ żyjąc wibracja świata, w którym żyjemy oddziałuje na wibrację naszego własnego ciała (duszy i umysłu) (ekspresja genetyczna). pozytywna wibracja to harmonijna wibracja. nieregularne kryształki zamrożonej wody pod wpływem harmonicznej muzyki układają się w geometrycznie harmonijne kształty. a jak na człowieka działa muzyka? powoduje w nas różne uczucia, emocje. a więc wibracjami, które emituje człowiek są jego własne uczucia i emocje, które ostatecznie wpływają na nasze DNA. niektórzy już dawno temu wprowadzili pojęcie muzykoterapii. chciałbym wiedzieć jak ona działa na poziomie struktur genów.

Share this post


Link to post
Share on other sites

No to już chyba bliżej jesteśmy do poznania, a potem do skuteczniejszego rozwiązania problemu nowotworów. Swoją drogą praca w takim laboratorium to faktycznie wielka przygoda i odkrywanie, często bardzo ekscytujące. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

To fakt... praca w labie strasznie wciąga - świadomość bycia "in touch with life" jest naprawdę wspaniała :D

Share this post


Link to post
Share on other sites

Chciałabym zauważyć, że autor nie napisał nic o udziale Alu w ewolucji genomu i w splicingu alternatywnym. Jeśli Alu dobuduje się do dojrzałego mRNA zwiększona zostaje zmienniść i adaptywność białek. Po insercji Alu do intronu, mutacje pinktowe w obrębie Alu mogą aktywizować miejsca splicingowe, a w konsekwencji Alu (razem z dalszą częścią intronu) ulegnie egzonizacji.[Makałowska 2009] Egzonizacja intronów jak sama nazwa wskazuje powoduje traktowanie intronu jako egzon alternatywny i powoduje powstawanie alternatywnych form białek podczas splicingu alternatywnego. Tak więc insercje Alu moga mieć wpływ na kształtowanie i różnorodność proteomu.

 

Kolejną rzeczą o której autor nie wspomniał jest to, że splicing alternatywny jest zabezpieczeniem przed negatywnym wpływem Alu na genom. ( nie zawsze jednak do końca skutecznym).

 

Bardzo fajny artykuł mimo wszystko :) dzięki za pomoc.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W grudniu 2018 r. rozpocznie się rekrutacja do opracowania tzw. genomowej mapy Polski, w ramach której przebadany ma być genom 5 tys. Polaków - zapowiedział we wtorek na spotkaniu z dziennikarzami w Warszawie prezes Centrum Badań DNA Jacek Wojciechowicz.
      To pierwszy taki projekt w naszym kraju z pogranicza genetyki, bioinformatyki i medycyny – powiedział specjalista. Będzie on polegał na zsekwencjonowaniu całego genomu, czyli odczytaniu kolejności par nukleotydowych w DNA. Genom człowieka zawiera ponad 3 mld par zasad, ale tylko część z nich, zaledwie 2 proc., to sekwencje kodujące od 20 tys. do 25 tys. genów – wyjaśniał Jacek Wojciechowicz.
      Projektem ma być objętych 5 tys. Polaków. Rekrutacja do tego badania rozpocznie się na początku grudnia 2018 r. Na podstawie zgromadzonych danych o DNA tych osób powstanie mapa zmienności genetycznej Polaków oraz tzw. genom referencyjny naszych rodaków (najbardziej pożądany, pozbawiony groźniejszych mutacji).
      Dr inż. Piotr Łukasiak z Politechniki Poznańskiej, który nie był obecny na spotkaniu uważa, że porównując wzorcowy genom Polaka z DNA konkretnego pacjenta łatwiej będzie zdiagnozować występującą u niego chorobę i zastosować odpowiednie leczenie. Niektóre osoby inaczej metabolizują leki i wymagają zastosowania wyższych ich dawek, by terapia była skuteczna – dodał Wojciechowicz.
      Realizacją projektu zajmie się konsorcjum European Centre for Bioinformatics and Genomics (ECBiG), w skład którego wchodzą Instytut Chemii Bioorganicznej PAN, Politechnika Poznańska oraz Centrum Badań DNA (spółka zależna Inno-Gene S.A.). Całkowitą wartość projektu ocenia się na 105 mln zł.
      Podobne przedsięwzięcia od wielu lat są realizowane w innych krajach europejskich oraz w Stanach Zjednoczonych. Z danych przedstawionych podczas konferencji prasowej wynika, że w Wielkiej Brytanii od 2012 r. badaniami objęto 100 tys. osób. W Islandii przebadano wszystkich mieszkańców tego kraju. Analizowane są również genomy w Niemczech i Estonii.
      W naszym kraju mamy jedno z największy zróżnicowań genetycznych w Europie, co czyni nasze badania wyjątkowymi – podkreślił Wojciechowicz. Jego zdaniem, wynika to z tego, że nasz kraj narażony był na liczne wojny i migracje ludności, co doprowadziło do wymieszania wielu grup.
      Prezes Centrum Badań DNA zapewnia, że uzyskane wyniki badań genomu poszczególnych osób, które się na to zgodzą, będą anonimowe i odpowiednio chronione. Oznacza to, że nikomu nie będą udostępniane dane personalne osób badanych. Do badania genomu wystarczy pobrać próbkę krwi, najbardziej preferowane są osoby w wieku 25-55 lat.
      W zamian za udostępnienie swego DNA do zbadania, ochotnicy uzyskają pełne zsekwencjonowanie swego genomu – podkreślił specjalista. Dzięki temu będzie można określić, jakie mają oni mutacje i na jakie choroby mogą być bardziej narażeni. Będzie można również dowiedzieć się skąd pochodzili nasi odlegli przodkowie.
      Genom można zsekwencjonować na zamówienie, prywatnie. Takie usługi za kilka tysięcy dolarów wykonują firmy z Chin. Jacek Wojciechowicz ostrzega jednak, że nie ma gwarancji jak uzyskane w ten sposób dane mogą być wykorzystane. W Polsce takich badań nikt jeszcze nie wykonywał.
      Specjalista nie ukrywa, że dane dotyczące genomu Polaków, którzy wezmą udział w projekcie, również będą odpłatnie udostępniane firmom, głównie farmaceutycznym, oraz do badań naukowych. Zainteresowanie tymi danymi jest ogromne.
      Podczas spotkania poinformowano, że w 2012 r. firma Amgen zapłaciła 415 mln dolarów za bazę danych firmy DeCode z Islandii. Z kolei w 2015 r. firma 23andMe za 60 mln dolarów sprzedała bazę danych 800 tys. pacjentów. Ta sama firma popisała podobne umowy z 10 koncernami farmaceutycznymi.
      Zdaniem Wojciechowicza, w przyszłości sekwencjonowanie genomów będzie powszechne, ponieważ stanie się znacznie tańsze, będzie można je wykonać nawet za 100 dolarów. To sprawi, że nawet w badaniach przesiewowych mogą one zastąpić wykonywane obecnie zwykłe testy genetyczne, np. te wykorzystywane w naszym kraju do wykrywania mukowiscydozy czy fenyloketonurii.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Amerykańscy psychiatrzy Andrew Miller i Charles Raison uważają, że warianty genów, które sprzyjają rozwojowi depresji, pojawiły się w toku ewolucji, ponieważ pomagały naszym przodkom zwalczać infekcje (Molecular Psychiatry).
      Od kilku lat naukowcy zauważali, że depresja łączy się ze wzmożoną aktywacją układu odpornościowego. Pacjenci z depresją mają bardziej nasilone procesy zapalne nawet wtedy, gdy nie są chorzy.
      Okazało się, że większość wariantów genetycznych związanych z depresją wpływa na działanie układu immunologicznego. Dlatego postanowiliśmy przemyśleć kwestię, czemu depresja wydaje się wpisana w nasz genom - wyjaśnia Miller.
      Podstawowe założenie jest takie, że geny, które jej sprzyjają, były bardzo przystosowawcze, pomagając ludziom, a zwłaszcza małym dzieciom, przeżyć zakażenie w prehistorycznym środowisku, nawet jeśli te same zachowania nie są pomocne w relacjach z innymi ludźmi - dodaje Raison.
      W przeszłości zakażenie było główną przyczyną zgonów, dlatego tylko ten, kto był w stanie je przetrwać, przekazywał swoje geny. W ten sposób ewolucja i genetyka związały ze sobą objawy depresji i reakcje fizjologiczne. Gorączka, zmęczenie/nieaktywność, unikanie towarzystwa i jadłowstręt w okresie walki z chorobą mogą być postrzegane jako przystosowawcze.
      Teoria Raisona i Millera pozwala też wyjaśnić, czemu stres stanowi czynnik ryzyka depresji. Stres aktywuje układ odpornościowy w przewidywaniu zranienia, a że aktywacja immunologiczna wiąże się z depresją, koło się zamyka. Psychiatrzy zauważają, że problemy ze snem występują zarówno w przebiegu zaburzeń nastroju, jak i podczas aktywacji układu odpornościowego, a człowiek pierwotny musiał pozostawać czujny, by po urazie odstraszać drapieżniki.
      Akademicy z Emory University i University of Arizona proponują, by w przyszłości za pomocą poziomu markerów zapalnych oceniać skuteczność terapii depresji.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Poziomy transfer genów (HGT), czyli przechodzenie genów między organizmami, występuje często wśród prokariontów (stąd m.in. bierze się lekooporność bakterii). Ponieważ jeszcze niedawno wydawało się, że w przypadku zwierząt czy roślin zdarza się to naprawdę rzadko, stąd zdziwienie naukowców badających korniki Hypothenemus hampei. Okazało się bowiem, że w jakiś sposób pozyskały od bakterii zamieszkujących ich przewód pokarmowy gen białka umożliwiającego rozkładanie cukrów z owoców kawy.
      Analizując geny owada, amerykańsko-kolumbijski zespół natrafił na jeden szczególny - HhMAN1. Szczególny, ponieważ zwykle nie występuje u owadów i odpowiada za ekspresję mannanazy (enzymu umożliwiającego rozkład mannanów, składników drewna, a także roślin jednorocznych oraz nasion, w tym kawowca).
      Jako że HhMAN1 występuje często u bakterii, akademicy zaczęli przypuszczać, że kornik "pożyczył" sobie gen właśnie od nich. Ich hipoteza jest tym bardziej prawdopodobna, że HhMAN1 otaczają transpozony, a więc sekwencje DNA, które mogą się przemieszczać na inną pozycję w genomie tej samej komórki lub do innego organizmu.
      Dysponując mannanazą, korniki mogą składać jaja w owocach kawy, a wylęgającym się larwom nie brakuje pożywienia. Rekombinowana mannanaza hydrolizuje podstawowy polisacharyd zapasowy jagód kawy galaktomannan. HhMAN1 występuje u wielu populacji kornika, co sugeruje, że HGT miało miejsce przed radiacją ewolucyjną i ekspansją owadów z zachodniej Afryki do Azji i Ameryki Południowej.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Instytutu Antropologii Maxa Plancka w Lipsku ukończyli sekwencjonowanie genomu człowieka z jaskini Denisowa. W 2010 r. dr Svante Pääbo i jego zespół przedstawili zarys genomu. Analizowano wtedy mitochondrialne DNA  z kości palca u ręki. Okazało się, że to nieznany dotąd takson z rodzaju Homo.
      Zespół z Lipska zastosował o wiele czulszą metodę. Do badania wykorzystano DNA wyekstrahowane z mniej niż 10 mg kości palca. Skoncentrowano się na 1,89 GB unikatowych sekwencji. Jak tłumaczą Niemcy, przed dwoma laty każdą pozycję w genomie określano średnio tylko 2-krotnie. Pozwoliło to ustalić pokrewieństwo człowieka z jaskini Denisowa z neandertalczykami i człowiekiem współczesnym, ale nie dawało już możliwości prześledzenia ewolucji poszczególnych części genomu.
      Po ukończeniu analiz naukowcy z Instytutu Maxa Plancka udostępnili dane nt. genomu w Internecie. Wszystkie niepowtarzalne sekwencje DNA oznaczaliśmy tyle razy, że występuje tu mniej błędów niż w większości powstałych do dziś genomów żyjących współcześnie osób - przekonuje Matthias Meyer.
      Svante Pääbo ma nadzieję, że dzięki temu przełomowemu osiągnięciu uda się odtworzyć zmiany genetyczne, które doprowadziły do powstania ludzkiej kultury, technologii i exodusu z Afryki.
      Palec, o którym wspominano na początku, został znaleziony w 2008 r. przez profesorów Anatolija Derewiankę i Michaiła Szunkowa z Rosyjskiej Akademii Nauk w warstwie datowanej na 30-50.000 lat.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińscy naukowcy poinformowali w niedzielę (18 grudnia), że ukończyli sekwencjonowanie genomu bezpośredniego potomka Czyngis-chana. Szefem projektu był Zhou Huanmin z laboratorium na Uniwersytecie Rolniczym Mongolii Wewnętrznej, który podkreślił, że to pierwszy przypadek zsekwencjonowania genomu jakiegoś Mongoła.
      Nie ujawniono, kim jest dawca próbki krwi. Wiadomo tylko, że mężczyzna pochodzi ze związku Xilin Gol i reprezentuje 34. pokolenie potomków Temudżyna z plemienia Sunit. Zhou twierdzi, że w przyszłości jego zespół zsekwencjonuje genom kolejnych 199 Mongołów. W ten sposób powstanie mapa ewolucyjnych cech mongolskich, która m.in. pomoże w kontrolowaniu różnych chorób. Poza tym powinno się udać odtworzyć trasy migracji Mongołów i ich przodków z Afryki do Azji.
      Jak donoszą media, w projekcie wzięły udział dwie uczelnie (wymieniony na początku Uniwersytet Rolniczy Mongolii Wewnętrznej oraz Uniwersytet Narodowości Mongolii Wewnętrznej), a także organizacja badawcza BGI. Próbka jest bardzo cenna dla studium, bo zapewnia pełny zapis rodowodu rodziny bez historii małżeństw z członkami innych grup etnicznych - podkreśla Zhou.
×
×
  • Create New...