Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Dzięki zastosowaniu zestawu kamer oraz osiągnięć inżynierii genetycznej skonstruowano urządzenie umożliwiające jednoczesny pomiar aktywności genów oraz zachowań zwierzęcia

Stworzenie aparatu pozwoli na znaczną poprawę jakości badań nad wpływem wielu czynników na fizjologię zwierząt. Równoczesna obserwacja procesów w skali "mikro" (działania pojedynczych genów) oraz "makro" (zachowania zwierzęcia) otwiera zupełnie nowe możliwości wielu typów interakcji organizmów żywych z otoczeniem.

Organizmem, który posłużył do wstępnych testów, była muszka owocowa , lecz autorzy metody - badacze z University of Southern California oraz Cambridge University - twierdzą, że do badań może posłużyć także wiele innych gatunków.

Materiał genetyczny muszki zmodyfikowano w taki sposób, by równocześnie z badanymi genami aktywował się także inny, niewystępujący u tego owada naturalnie. Koduje on zielone białko fluorescencyjne (ang. Green Fluorescent Protein - GFP) - związek bardzo prosty do wykrycia dzięki intensywnie zielonemu świeceniu w reakcji na oświetlenie za światłem niebieskim.

Otaczający zwierzę system kamer pozwala nie tylko na detekcję fluorescencji oraz pomiar jej intensywności, będący odzwierciedleniem aktywności genu, lecz także na śledzenie ruchów muszki w przestrzeni. Możemy korelować ze sobą zachowanie oraz niektóre geny, a także poszukiwać genów, które mogą być za te zachowania odpowiedzialne - tłumaczy korzyści płynące z opracowanej technologii jeden z jej autorów, magistrant Dhruv Grover.

Dzięki wykorzystaniu zespołu "szybkich" kamer, wykonujących do 60 zdjęć na sekundę, obserwacji można dokonywać w czasie rzeczywistym. Dotychczas mierzenie aktywności genu z taką precyzją było poza zasięgiem.

Zdaniem Grovera, opracowana technologia ma ogromny potencjał. Jej piękno polega na tym, że GFP możemy sprzęgać z dowolnym genem - możemy go śledzić w czasie, możemy też patrzeć na jego ekspresję. To znacznie prostsze od patrzenia przez mikroskop i korzystania z usług magistranta, który siedzi [w laboratorium], wykonuje zdjęcia raz na parę godzin i obserwuje ekspresję genu. To po prostu działa samo z siebie.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Otaczający zwierzę system kamer pozwala nie tylko na detekcję fluorescencji oraz pomiar jej intensywności, będący odzwierciedleniem aktywności genu, lecz także na śledzenie ruchów muszki w przestrzeni.

 

Ciekawie by to wyglądało w mieszkaniu po zgaszeniu światła.

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
      W jaki sposób mózg decyduje, jak najlepiej poruszać naszym ciałem? Okazuje się, że dla układu nerwowego to spore wyzwanie, gdyż mamy setki mięśni, które muszą być koordynowane setki razy na sekundę, a liczba możliwych wzorców koordynacji, z których musi wybierać mózg, jest większa niż liczba ruchów na szachownicy, mówi profesor Max Donelan z kanadyjskiego Simon Fraser University. Donelan i jego zespół badali, w jaki sposób ciało adaptuje się d nowych ruchów. A ich badania mogą mieć znaczenie zarówno dla treningu sportowców, jak i rehabilitacji niepełnosprawnych.
      Naukowcy zauważają, że bardzo często doświadczamy zmian zarówno w naszym organizmie, jak i w środowisku zewnętrznym. Być może lubisz biegać w niedzielę rano, Twoje mięśnie będą tym bardziej zmęczone im dłuższy dystans przebiegniesz. A może w czasie wakacji biegasz po plaży, gdzie podłoże jest luźne i nierówne w porównaniu z chodnikiem, po którym codziennie chodzisz. Od dawna jesteśmy w stanie rejestrować zmiany w sposobie poruszania się, ale dotychczas chyba nie docenialiśmy, w jaki sposób nasz organizm do takich zmian się adaptuje, stwierdza Donelan.
      Chcąc przyjrzeć się tym zmianom kanadyjscy neurolodzy podjęli współpracę z inżynierami z Uniwersytetu Stanforda, którzy specjalizują się w tworzeniu egzoszkieletów.
      Badania kanadyjsko-amerykańskiego zespołu przyniosły bardzo interesujące wyniki. Okazało się, że system nerwowy, ucząc się wzorców koordynacji nowych ruchów, najpierw rozważa i sprawdza wiele różnych wzorców. Stwierdzono to, mierząc zmienność zarówno samego ruchu ciała jako takiego, jak i ruchów poszczególnych mięśni i stawów. W miarę, jak układ nerwowy adaptuje się do nowego ruchu, udoskonala go, a jednocześnie zmniejsza zmienność. Naukowcy zauważyli, że gdy już nasz organizm nauczy się nowego sposobu poruszania się, wydatek energetyczny na ten ruch spada aż o 25%.
      Z analiz wynika również, że organizm odnosi korzyści zarówno z analizy dużej liczby możliwych wzorców ruchu, jak i ze zmniejszania z czasem liczby analizowanych wzorców. Zawężanie poszukiwań do najbardziej efektywnych wzorców pozwala bowiem na zaoszczędzenie energii.
      Zrozumienie, w jaki sposób mózg szuka najlepszych sposobów poruszania ciałem jest niezwykle ważne zarówno dla ultramaratończyka, przygotowującego się do biegu w trudnym terenie, jak i dla pacjenta w trakcie rehabilitacji po uszkodzeniu rdzenia kręgowego czy wylewu. Na przykład trener, który będzie wiedział, w którym momencie organizm jego podopiecznego zaadaptował się do nowego programu treningowego, będzie wiedział, kiedy można wdrożyć kolejne nowe elementy. A twórcy egzoszkieletów pomagających w rehabilitacji dowiedzą się, w którym momencie można przed pacjentem postawić nowe zadania, bo dobrze opanował wcześniejsze.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Specjalistom z University of Minnesota udało się powstrzymać komórki nowotworowe przed rozprzestrzenianiem się oraz zbadać w jaki sposób zostały one powstrzymane.
      Od lat wiadomo, że komórki nowotworowe rozprzestrzeniają się po określonych trasach. Wykorzystują swoiste „autostrady” do ruchu wewnątrz guza oraz, po jego opuszczeniu, po naczyniach krwionośnych i tkankach. Osoby, u których występuje duża liczba takich „autostrad” mają mniejsze szanse na przeżycie choroby. Dotychczas nie wiedziano, w jaki sposób komórki nowotworowe rozpoznają te drogi i jak się po nich poruszają.
      Uczeni z University of Minnesota badali w warunkach laboratoryjnych sposób przemieszczania się komórek raka piersi i wykorzystywali różne leki, próbując powstrzymać ich ruch. Okazało się, że gdy zaburzyli mechanizm, który zwykle pozwala komórkom na poruszanie się, nagle komórki nowotworowe zaczęły poruszać się jak bezkształtna galaretowata masa.
      Komórki nowotworowe są bardzo podstępne. Nie spodziewaliśmy się, że zmienią sposób poruszania się. To wymusiło na nas zmianę taktyki tak, by jednocześnie zablokować oba rodzaje ruchu. Dopiero wówczas przestały się poruszać i pozostały w miejscu, mowi jeden z autorów badań, profesor Paolo Provenzano.
      Przerzuty są przyczyną śmierci 90% osób umierających na nowotwory. Jeśli udałoby się zablokować ruch komórek, pacjenci i lekarze zyskaliby więcej czasu na wdrożenie skutecznego leczenia.
      Kolejnym krokiem badań będzie rozszerzenie eksperymentów na badania na zwierzętach. Mają nadzieję, że w ciągu kilku lat uda im się rozpocząć badania kliniczne na ludziach. Chcą też badać interakcje leków z komórkami nowotworowymi i ewentualne efekty uboczne.
      Naszym ostatecznym celem jest znalezienie sposobu na całkowite zablokowanie ruchu komórek nowotworowych i zwiększenie ruchliwości komórek układu odpornościowego, by te zwalczały nowotwór, mówi Provenzano.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Gdy zdrowa, ale nieaktywna osoba zacznie się ruszać, błyskawicznie zmienia się ekspresja genów w mięśniach szkieletowych. Naukowcy z Karolinska Institutet podkreślają, że to kwestia minut i wystarczy godzina ćwiczeń, by wzrosła aktywność genów wspomagających rozkład tłuszczów (Cell Metabolism).
      Nasze mięśnie są naprawdę plastyczne - twierdzi prof. Juleen Zierath. Szwedzi wykazali, że w DNA pobranym z mięśni szkieletowych ludzi, którzy właśnie ćwiczyli, jest mniej grup metylowych niż przed ćwiczeniami. Zmiany zachodzą w obrębie pasm DNA stanowiących "lądowisko" dla czynników transkrypcyjnych, które biorą udział we włączaniu genów odpowiedzialnych za adaptację mięśni do aktywności fizycznej.
      Badając zmiany epigenetyczne zachodzące wskutek forsownych ćwiczeń, Zierath, Romain Barrès i inni wykonali biopsje mięśnia udowego 8 mężczyzn, którzy prowadzili raczej siedzący tryb życia. Okazało się, że grupa metylowa zniknęła z kilku genów zaangażowanych w metabolizm tłuszczów. Demetylacja pozwalała na produkcję większej ilości białek.
      Zespół uważa, że za zaobserwowane zjawisko może odpowiadać uwalnianie jonów wapnia przez retikulum endoplazmatyczne komórek mięśniowych (ER zachowuje się tak pod wpływem potencjału czynnościowego, tutaj wywołanego ćwiczeniami). Kiedy pobrane próbki wystawiono na oddziaływanie kofeiny, która zwiększa poziom wapnia w mięśniach, także zaszła demetylacja. Zierath nie zaleca jednak zastępowania ruchu filiżanką kawy, bo mała czarna nie zapewnia pozostałych korzyści wynikających z ćwiczenia.
      Od jakiegoś czasu wiadomo, że ćwiczenia wywołują w mięśniach zmiany, w tym nasilenie metabolizmu cukrów i tłuszczów. My odkryliśmy, że najpierw zachodzą zmiany w metylacji. Co ciekawe, kiedy w laboratorium doprowadzano do skurczów mięśni, zachodziły identyczne zmiany epigenetyczne.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chcąc zbadać, w jaki sposób orangutany maksymalizują wydajność energetyczną ruchu, naukowcy z Uniwersytetu w Birmingham korzystają z pomocy freerunnerów.
      Skonstruowano makietę drzewnego habitatu - rodzaj poligonu ćwiczebnego. Freerunnerzy będą naśladowali 3 podstawowe ruchy małp: wspinanie, ponieważ zwierzęta muszą się wtedy przeciwstawiać sile ciążenia, bujanie między drzewami oraz skakanie, które choć efektywne energetycznie, jest stosowane jedynie w ostateczności. Dr Susannah Thorpe ma nadzieję, że odkrycia dotyczące konsumpcji energii uda się jakoś przełożyć na poprawę ludzkich osiągnięć.
      "Metody pomiaru energetyki lokomocji naczelnych są ograniczone. Większość danych pochodzi z modeli matematycznych. My proponujemy nową i bardziej bezpośrednią technikę oceny, jak koszty nadrzewnego przemieszczania się orangutanów są modulowane przez środowisko".
      Ludzie będą nosić 2 typy urządzeń: 1) respirometr do pomiaru zużycia tlenu oraz 2) przyspieszeniomierz z trybem zapisu danych. Biorąc pod uwagę płynną naturę i szeroki zakres ruchów małp, profesjonalni freerunnerzy wydają się świetnymi obiektami do badań.
      Brytyjczycy zamierzają stwierdzić, jak wydatkowanie energii zmienia się przy różnych typach lokomocji, różnej znajomości habitatu i różnym stopniu ustępowania gałęzi pod naporem ciała.
      Znajomość wymogów środowiskowych orangutanów to kwestia kluczowa dla właściwej ochrony gatunku oraz planowania reintrodukcji.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Często słyszy się, że telewizja to złodziej czasu, który można by przeznaczyć na ćwiczenia czy kontakty z innymi ludźmi. Okazuje się, że w kwestii poprawy formy da się coś zrobić, wystarczy maszerować w miejscu po rozpoczęciu przerwy reklamowej (Medicine & Science in Sports & Exercise).
      Naukowcy z University of Tennessee badali grupę 23 kobiet i mężczyzn w wieku 18-65 lat. W studium uwzględniono osoby reprezentujące różne kategorie wskaźnika masy ciała (BMI). Sprawdzano, ile kalorii ulega spaleniu podczas leżenia, siedzenia, stania, chodzenia w miejscu i marszu na bieżni z prędkością ok. 5 km/h. W drugiej części eksperymentu ci sami badani na siedząco oglądali przez godzinę telewizję albo spędzali przed nim tyle samo czasu, wykorzystując przerwy reklamowe na marsz w miejscu. Dzięki krokomierzom można było zliczać kroki.
      Chodząc w miejscu w czasie reklam, ochotnicy spalali średnio 148 kilokalorii. Ustalono, że w ciągu mniej więcej 25 minut przeciętnie wykonywali 2111 kroków. Godzinne ćwiczenia na bieżni pozwalały zużyć średnio 304 kilokalorie. Niestety, więźniowie kanap i foteli nie wypadali najlepiej. Po 60 min oglądania stamtąd telewizji spalali zaledwie 81 kcal. Co więcej, nie odnotowano istotnych statystycznie różnic w liczbie spalonych kalorii między odpoczynkiem a oglądaniem TV na siedząco (79 vs. 81 kcal).
      Zespół z Knoxville uważa, że sygnał rozpoczęcia bloku reklamowego może być dobrą wskazówką, że trzeba wstać i trochę się poruszać. Znany dżingiel warto potraktować jako element środowiska, który pomaga w wykształceniu korzystnych dla zdrowia nawyków.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...