Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Myszkowanie w genomie
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wszystko zaczęło się od przypadkowej obserwacji, mówi Li Zhang z University of Southern California. Wraz z kolegami zauważył, że gdy mysz trafi na inną nieprzytomną mysz, wchodzi z nią w intensywną interakcję. Najpierw ją wącha, później zaczyna przeczesywać jej futro, a gdy to nic nie daje, liże oczy nieprzytomnej towarzyszki, w końcu gryzie jej usta i wyciąga język, by otworzyć drogi oddechowe. Wyciąganie języka zaobserwowano w ponad 50% przypadków. Działania takie przypominają to, co ludzie robią podczas udzielania pierwszej pomocy.
Dotychczas pojawiały się anegdotyczne informacje o udzielaniu pierwszej pomocy przez słonie czy małpy, jednak brak było doniesień odnośnie myszy. Dlatego też Zhang i jego zespół przeprowadzili serię eksperymentów, by przekonać się, jaki jest cel takich działań. Uzyskane wyniki były dla nas szokiem. Zdaliśmy sobie sprawę, że myszy udzielają pierwszej pomocy, mówi Zhang.
W ramach eksperymentów naukowcy pozbawiali myszy świadomości i sprawdzali, jak zachowują się inne myszy. Na przykład gdy do pyska nieprzytomnej myszy wsadzili jakiś obiekt, zajmująca się nią mysz wyciągała go w 80% przypadków. A wyjmowanie języka na zewnątrz rzeczywiście udrażniało drogi oddechowe. Uczeni zauważyli też, że działania ratunkowe były częściej podejmowane w przypadku znajomej myszy niż obcej, co wskazuje, że zwierzęta nie były motywowane agresją. Co interesujące, samice częściej niż samce podejmowały działania ratunkowe wobec obcych myszy, co może sugerować, że mają w sobie więcej współczucia. Warto też dodać, że badane myszy nie miały wcześniej do czynienia z nieprzytomnym zwierzęciem, a to wskazuje, iż umiejętność podejmowania działań ratunkowych jest wrodzona.
Działania ratunkowe przynosiły efekt. Myszy, wobec których zostały one podjęte, odzyskiwały przytomność szybciej niż te, których nie ratowano. Natomiast myszy udzielające pomocy, gdy tylko nieprzytomna mysz zaczęła się poruszać, zmniejszały intensywność swoich działań, a w końcu ich zaprzestawały.
Naukowcy zidentyfikowali też regiony w mózgu aktywujące się w reakcji na napotkanie nieprzytomnego zwierzęcia oraz w momencie udzielania mu pomocy. Nie są jednak zgodni co do tego, czym jest spowodowane takie zachowanie u myszy. Niektórzy zauważają, że u ludzi chęć niesienia pomocy interpretowana jest jako zachowanie prospołeczne, wynik rozwoju kultury, coś, czego uczymy się od innych. Tymczasem badania na myszach mogą sugerować, że jest to zachowanie wrodzone, automatyczne. Inni nie zgadzają się z taką opinią twierdząc, że zachowanie zwierząt nie ma nic wspólnego z udzielaniem pierwszej pomocy, a jest podyktowane tylko ciekawością.
Badania nad myszami prowadziły niezależnie od siebie trzy laboratoria i wszystkie uzyskały podobne wyniki. Nigdy wcześniej nie widziałem takiego zachowania u myszy laboratoryjnych, ale też nigdy wcześniej nie umieszczaliśmy odzyskującej siły myszy w klatce z innym zwierzęciem. Fakt, że trzy niezależne laboratoria uzyskały podobne wyniki, oznacza, że eksperymentom tym można ufać. Jednak przestrzegłabym przed zbytnią antropomorfizacją takich zachowań u nieczłowiekowatych czy przypisywaniu myszom intencji wykraczających poza to, co obserwujemy, mówi Cristina Márquez z Uniwersytetu w Coimbrze.
Eksperymenty pokazują jednak, jak mało wiemy o zwierzętach. Tego typu zachowania mogą u nich występować znacznie bardziej powszechnie niż sądzimy czy chcielibyśmy przyznać. Szczególnie wśród zwierząt społecznych. Jednak powtórzenie takich obserwacji u dziko żyjących myszy będzie bardzo trudno. Żyją one bowiem w niewielkich grupach i dobrze się przed nami ukrywają. Jednak fakt, że jakichś zachowań u zwierząt nie widzimy, nie oznacza, że ich nie ma, dodaje Márquez.
Badania opublikowano na łamach Science w artykułach Reviving-like prosocial behavior in response to unconscious or dead conspecifics in rodents, A neural basis for prosocial behavior toward unresponsive individuals oraz Rescue-like behavior in a bystander mouse toward anesthetized conspecifics promotes arousal via a tongue-brain connection.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania DNA ludzi zabitych w Pompejach przez Wezuwiusza pokazały, jak błędne były czynione przez wieki założenia. Okazuje się, że rzekome rodziny nie były rodzinami, zmarłym źle przyporządkowano płeć. Okazało się ponadto, że ludność Pompejów w większości stanowili emigranci ze wschodnich regionów Morza Śródziemnego.
Erupcja Wezuwiusza nie dała szans na ucieczkę wielu mieszkańcom miasta. Ci, którzy przeżyli pierwszą jej fazę, zabiły lawiny piroklastyczne, szybko przemieszczające się chmury gorących gazów i popiołów. Pokryły one ciała ofiar grubą warstwą, na zawsze zachowując ich kształt.
Od XIX wieku naukowcy wykonują w Parco Archeologico di Pompei odlewy ciał, wstrzykując gips z puste miejsca, pozostałe po rozłożeniu się tkanek. Uczonym, którzy prowadzili zabiegi konserwatorskie, udało się pozyskać DNA z pofragmentowanych szkieletów zatopionych w 14 z 86 tych odlewów. To zaś pozwoliło na określenie płci zmarłych, ich pochodzenia oraz związków genetycznych pomiędzy nimi. I pokazało, jak błędne były dotychczasowe założenia, które opierano na wyglądzie i pozycji ciał.
Na przykład w Domu Złotej Bransolety, jedynym miejscu z którego mamy DNA całej grupy ciał, okazało się, że cztery osoby, które interpretowano jako rodzice z dwójką dzieci, nie były w żaden sposób ze sobą spokrewnione, mówi profesor David Caramelli z Uniwersytetu we Florencji. To nie jedyne błędne przypuszczenia, zweryfikowane przez DNA.
Innym znanym przykładem jest dorosła osoba nosząca złotą bransoletę i trzymająca dziecko. Tradycyjnie interpretowano je jako matkę z dzieckiem. Okazało się, że to mężczyzna i dziecko, którzy nie byli ze sobą spokrewnieni. Mamy też dwie obejmujące się osoby, które interpretowano jako matka z córką lub siostry. Teraz wiemy, że jedna z tych osób to mężczyzna, dodaje David Reich z Uniwersytetu Harvarda.
Ponadto wszyscy mieszkańcy Pompejów, w przypadku których udało się zdobyć dane z całego genomu, okazali się w głównej mierze potomkami emigrantów ze wschodnich regionów Śródziemiomorza. Pochodzenie takie widoczne jest też w genomach współczesnych im mieszkańców Rzymu, co tylko pokazuje, jak kosmopolityczne było Imperium Romanum w tych czasach.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dotychczas udało się zsekwencjonować genomy niewielu przedstawicieli gatunku Homo sapiens żyjących w Europie jednocześnie z neandertalczykami. Instytut Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka poinformował, że jego naukowcy stali na czele międzynarodowej grupy badawczej, która zbadała najstarszy genom naszego gatunku. Materiał genetyczny został pobrany od siedmiu osób, które żyły pomiędzy 49 a 42 tysiące lat temu. Pochodził on ze stanowisk Ilsenhöhle w Ranis w Niemczech i Zlatý kůň w Czechach.
Materiał należał do niewielkiej grupy spokrewnionych ludzi. Oddzieliła się ona od populacji, która około 50 tysięcy lat temu opuściła Afrykę, by ostatecznie zasiedlić cały świat. Mimo, że grupa ta oddzieliła się wcześnie, to w jej genomie widać domieszkę genów neandertalskich wspólnych dla wszystkich ludzi spoza Afryki. Domieszka ta pojawiła się 45–49 tysięcy lat temu, a więc znacznie później, niż dotychczas przypuszczano.
Obecnie dysponujemy ograniczonym materiałem genetycznym najwcześniejszych H. sapiens zamieszkujących Europę. Z badań wiemy, że nasz gatunek przybył do Europy ponad 45 tysięcy lat temu i przez co najmniej 5 tysięcy lat mieszkał tutaj wspólnie z neandertalczykami. Wiemy też, że w Europie mieszkały co najmniej dwie genetycznie odmienne linie H. sapiens, reprezentowane przez szczątki znalezione w jaskiniach Zlatý kůň i Bacho Kiro w Bułgarii.
Jaskinie Ilsenhöhle w Niemczech i Zlatý kůň w Czechach to jedne z najważniejszych w Europie stanowisk ze szczątkami wczesnych H. sapiens na Starym Kontynencie. W czeskiej jaskini znaleziono kompletną czaszkę kobiety żyjącej 45 tysięcy lat temu. Udało się pobrać materiał genetyczny i przeprowadzić badania. Jednak brak kontekstu sprawił, że osoby tej nie można było połączyć z żadną wcześniej zidentyfikowaną grupą.
Z kolei w oddalonej o 230 kilometrów Ilsenhöhle występują ślady technokompleksu LRJ (Lincombian-Ranisian-Jerzmanowician) sprzed 45 tysięcy lat. LRJ to zespół europejskich kultur archeologicznych, do którego należy m.in. kultura jerzmanowicka. Przez długi czas technokompleks ten wiązano z neandertalczykami. Dopiero niedawne odkrycie licznych kości wskazało, że jest on dziełem H. sapiens. Jednak przeprowadzone wówczas badania mitochondrialnego DNA nie pozwoliły na określenie związku szczątków z Ranis z innymi szczątkami człowieka współczesnego.
Teraz uczeni zsekwencjonowli genom jądrowy szczątków z Ilsenhöhle i stwierdzili, że należały one do co najmniej sześciu osób. Rozmiary kości wskazują, że dwie z nich to niemowlęta. Trzy osoby były płci męskiej, trzy – żeńskiej. Wśród nich były matka i córka oraz inni krewni. Przeprowadzono też ponowną analizę czaszki kobiety z Czech. Ku naszemu zdumieniu odkryliśmy, że kobieta z jaskini Zlatý kůň jest krewną piątego lub szóstego stopnia dwóch osób z Ranis. To oznacza, że mieszkańcy czeskiej jaskini byli częścią tej samej szeroko rozumianej rodziny, co mieszkańcy jaskini w Ranis i prawdopodobnie również wytwarzali narzędzia należące do kompleksu LRJ, stwierdzają badacze.
Jedna z kości z Ranis zachowała się wyjątkowo dobrze, pozwalając na przeprowadzenie wysokiej jakości sekwencjonowania. Kość, należąca do mężczyzny oznaczonego jako Ranis13, i czaszka z jaskini Zlatý kůň, pozwoliły na uzyskanie najstarszego genomu człowieka współczesnego wysokiej jakości. Szczegółowe badania ujawniły, że osoby te miały ciemną skórę i włosy oraz brązowe oczy. Porównanie fragmentów DNA odziedziczonych od tego samego przodka pozwoliło na stwierdzenie, że początkowa populacja, do której należały osoby z jaskiń Ilsenhöhle i Zlatý kůň składała się z kilkuset osób. Rozproszyły się one po dużym terenie i nie pozostawiły śladów genetycznych ani u późniejszych Europejczyków, ani żadnych szeroko rozpowszechnionych populacji.
Członkowie populacji Zlatý kůň/Ranis mieszkali w Europie wraz z neandertalczykami. Jednak w ich genomie nie znaleziono śladów świeżej domieszki neandertalskich genów, a jedynie domieszkę starszą. Tymczasem współcześni H. sapiens posiadają w genomie również ślady bliższych współczesności przypadków mieszania się genów. Może to oznaczać, że linia Zlatý kůň/Ranis mogła przybyć do Europy inną drogą lub obszar ich pobytu nie nakładał się w znaczący sposób z terenami zamieszkanymi przez neandertalczyków.
Mimo, że Zlatý kůň/Ranis nie pozostawili po sobie śladów genetycznych u współczesnych ludzi, to łączą nas z nimi geny wprowadzone przez neandertalczyków przed 45–49 tysiącami lat. To z jednej strony wskazuje, że jeszcze wówczas na terenie Europy żyła spójna grupa migrantów z Afryki, z drugiej zaś – że każde znalezione poza Afryką szczątki H. sapiens starsze niż 50 tysięcy lat mogą nie być częścią tej populacji, która krzyżowała się z neandertalczykami, a której geny można znaleźć obecnie na całym świecie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niedźwiedzie polarne są zagrożone przez zmniejszający się zasięg lodu morskiego w Arktyce, na którym spędzają większość życia. Naukowcy chcieliby badać i nadzorować ten gatunek, by go ocalić. Uczeni z University of Idaho znaleźli unikatową nieinwazyjną metodę identyfikowania niedźwiedzi polarnych. Zamiast stresować je śledząc za pomocą śmigłowców, strzelać środkami usypiającymi i zakładać urządzenia namierzające, amerykańscy uczeni pozyskują DNA niedźwiedzi z... odciśniętych na śniegu śladów łap.
Na łamach Frontiers in Conservation Science profesor Lisett Waits i badaczka Jennifer Adams z Idaho, we współpracy ze specjalistami z North Slope Borough Department of Wildlife oraz Alaska Department of Fish and Game opisali, w jaki sposób można pozyskać ze śniegu komórki naskórka niedźwiedzi.
Naukowcy najpierw zeskrobywali cienką warstwę śniegu ze świeżych śladów, a następnie w laboratorium zbierali komórki i analizowali ich DNA. W ten sposób zbierali unikatowe informacje o każdym z osobników. We wstępnej fazie badan pobrali 15 próbek. W 2 z nich nie znaleziono DNA niedźwiedzia, w 11 zaś stwierdzono jego obecność. Na razie technika ta znajduje się w fazie eksperymentalnej i wymaga dopracowania, jednak już w tej chwili widać, że jest nieinwazyjnym i efektywnym kosztowo sposobem badania dzikich niedźwiedzi polarnych.
O ile nam wiadomo, to pierwszy przypadek identyfikowania niedźwiedzi polarnych czy jakichkolwiek innych zwierząt na podstawie pozostawionego w środowisku DNA zebranego ze śniegu, cieszy się Adams.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Wytrzymałe i lekkie materiały są niezwykle pożądane w przemyśle i życiu codziennym. Mogą one udoskonalić wiele maszyn i przedmiotów, od samochodów przez implanty medyczne po kamizelki kuloodporne. Niestety wytrzymałość i niska masa zwykle nie idą w parze. Poszukujący rozwiązania tego problemu naukowcy z University of Connecticut, Columbia University i Brookhaven National Laboratory wykorzystali DNA i szkło. Dla tej gęstości jest to najbardziej wytrzymały znany materiał, mówi Seok-Woo Lee z UConn.
Żelazo może wytrzymać nacisk do 7 ton na centymetr kwadratowy, jest jednak bardzo gęste i ciężkie. Znamy metale, jak tytan, które są lżejsze i bardziej wytrzymałe. Potrafimy też tworzyć stopy metali o jeszcze mniejszej masie i jeszcze większej wytrzymałości. Ma to bardzo praktyczne zastosowania. Na przykład najlepszym sposobem na zwiększenie zasięgu samochodu elektrycznego nie jest dokładanie akumulatorów, a zmniejszenie masy pojazdu. Problem w tym, że tradycyjne techniki metalurgiczne osiągnęły w ostatnich latach kres swoich możliwości, naukowcy szukają więc innych niż metale wytrzymałych i lekkich materiałów.
Szkło, wbrew temu co sądzimy, jest wytrzymałym materiałem. Kostka szkła o objętości 1 cm3 może wytrzymać nacisk nawet 10 ton. Pod jednym warunkiem – szkło nie może posiadać wad strukturalnych. Zwykle pęka ono właśnie dlatego, że już istnieją w nim niewielkie pęknięcia, zarysowania czy brakuje atomów w jego strukturze. Wytworzenie dużych kawałków szkła pozbawionego wad jest niezwykle trudne. Naukowcy potrafią jednak tworzyć niewielkie takie kawałki. Wiedzą na przykład, że kawałek szkła o grubości mniejszej niż 1 mikrometr jest niemal zawsze bez wad. A jako że szkło jest znacznie mniej gęste niż metale czy ceramika, szklane struktury zbudowane kawałków szkła o nanometrowej wielkości powiny być lekkie i wytrzymałe.
Dlatego też Amerykanie wykorzystali DNA, które posłużyło za szkielet, i pokryli je niezwykle cienką warstwą szkła o grubości kilkuset atomów. Szkło pokryło jedynie nici DNA, pozostawiając sporo pustych przestrzeni. Szkielet z DNA dodatkowo wzmocnił niewielką, pozbawioną wad, szklaną strukturę. A jako że spora jej część to puste przestrzenie, dodatkowo zmniejszono masę całości. W ten sposób uzyskano materiał, który ma 4-krotnie większą wytrzymałość od stali, ale jest 5-krotnie mniej gęsty. To pierwszy tak lekki i tak wytrzymały materiał.
Możliwość projektowania i tworzenia trójwymiarowych nanomateriałów przy użyciu DNA otwiera niezwykłe możliwości przed inżynierią. Jednak potrzeba wielu badań, zanim możliwości te wykorzystamy w konkretnych technologiach, stwierdza Oleg Gang z Columbia University.
Teraz naukowcy prowadzą eksperymenty z zastąpieniem szkła ceramiką opartą na węglikach. Planują przetestować różne struktury DNA i różne materiały, by znaleźć takie o najlepszych właściwościach.
Jestem wielkim fanem Iron Mana. Zawsze zastanawiałem się, jak stworzyć lepszą zbroję dla niego. Musi być one bardzo lekka, by mógł szybciej latać i bardzo wytrzymała, by chroniła go przed atakami wrogów. Nasz nowy materiał jest pięciokrotnie lżejszy i czterokrotnie bardziej wytrzymały od stali. Nasze szklane nanostruktury byłyby lepsze dla Iron Mana niż jakikolwiek inny materiał, stwierdził Lee.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.