Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Działanie niektórych genów przypomina do złudzenia działanie komputerowych sieci rozproszonych - twierdzą naukowcy z Uniwersytetu Carnegie Mellon. Jak tłumaczą, pozwala to na błyskawiczne wykrywanie wadliwego działania poszczególnych genów i rekompensowanie ich aktywności przez aktywację innych sekwencji DNA.

Przeprowadzone studium skupiało się na działaniu genów kodujących tzw. czynniki transkrypcyjne, czyli białka odpowiedzialne za regulację aktywności różnych sekwencji DNA. Geny kodujące czynniki transkrypcyjne stanowią zaledwie 5-10% wszystkich genów w genomie organizmu, lecz to one sterują większością procesów pozwalających komórkom na przetrwanie i adaptację do warunków otoczenia.

Jak pokazały liczne badania prowadzone w ostatnich latach, część czynników transkrypcyjnych posiada własne kopie, zwane paralogami. Ich funkcja nie była dotychczas dokładnie znana, lecz naukowcy kierowani przez Ziva Bara-Josepha wykazali, że przechowywanie pozornie niepotrzebnych, zduplikowanych wersji genów ma krytyczne znaczenie dla ochrony komórki przed uszkodzeniami.

Dzięki kompleksowej analizie aktywności licznych genów kodujących czynniki transkrypcyjne u drożdży piekarskich wykazano, że "wyłączenie" dowolnego z nich blokuje zwykle aktywność zaledwie 3% genów znajdujących się pod jego kontrolą. Pozostałą część utraconej aktywności rekompensowały z powodzeniem paralogi. 

Co ciekawe, większość z nielicznej grupy czynników transkrypcyjnych, które nie posiadały swoich paralogów, także były na swój sposób "zabezpieczone". W ich przypadku formą ochrony była możliwość bardzo ścisłej kontroli nad "obsługiwanymi" przez nie genami Sprawiała ona, że w razie mutacji genu kodującego dany czynnik transkrypcyjny często możliwe było utrzymanie przynajmniej częściowej aktywności kodowanego przez ten gen białka.

Dokonane odkrycie pomoże badaczom w zrozumieniu przyczyn nieoczekiwanego zachowania komórek podczas wielu eksperymentów. Przez wiele lat naukowcy zastanawiali się, dlaczego blokowanie aktywności czynników transkrypcyjnych często nie dawało niemal żadnych efektów w postaci zmiany aktywności kontrolowanych przez nie genów. Zdobyta wiedza może więc ułatwić badania nad tak ważnymi zagadnieniami, jak wady rozwojowe czy liczne choroby nabywane przez ludzi na drodze mutacji. 

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
      Po raz pierwszy w historii sąd federalny nakazał udostępnienie policji całej bazy danych DNA, w tym profili, których właściciele nie wyrazili zgody na udostępnienie.
      Od czasu, gdy w ubiegłym roku policja – po przeszukaniu publicznej bazy danych DNA – schwytała seryjnego mordercę sprzed dziesięcioleci, udało się dzięki takim bazom rozwiązać wiele nierozstrzygniętych spraw. Jednak działania policji budzą zastrzeżenia dotyczące prywatności. We wrześniu Departament Sprawiedliwości, by rozwiać te obawy, wydał instrukcję, zgodnie z którą policja może przeszukiwać tego typu bazy danych wyłącznie w sprawach o przestępstwa związane z użyciem przemocy oraz tam, gdzie właściciel profilu wyraził zgodę.  Już zresztą wcześniej, bo w maju witryna GEDmatch, na którą każdy może wgrać swój profil DNA, ograniczyła policji dostęp do tych profili, których właściciele wyrazili zgodę. Tym samym liczba profili DNA do których policja ma dostęp na GDAmatch spadła z 1,3 miliona do zaledwie 185 000.
      Pewien policyjny detektyw z Florydy prowadzi śledztwo w sprawie seryjnego gwałciciela. Uznał, że dostęp jedynie do 185 000 profili z GEDmatch to zbyt mało i wystąpił do sądu z wnioskiem, by ten, nakazał witrynie udostępnienie mu całej bazy. Detektyw ma nadzieję, że jacyś krewni gwałciciela wgrali tam informacje o swoim DNA, dzięki którym uda się znaleźć sprawcę. Sędzia przychylił się do prośby detektywa. Wyrok taki od razu wzbudził kontrowersje.
      Prawnicy mówią, że to, czy właściciele profili mają powody do zmartwień zależy od prowadzenia każdej ze spraw i trudno jest na tym etapie wyrokować, jak rozstrzygnięcie sądu ma się do amerykańskiego prawa. Zwracają jednak uwagę, że GEDmatch to niewielka firma. Mimo to posiadana przez nią baza 1,3 miliona profili oznacza, że w bazie tej znajduje się profil kuzyna trzeciego stopnia lub kogoś bliżej spokrewnionego z 60% białych Amerykanów.
      Firmy takie jak 23andMe czy Ancestry posiadają znacznie bardziej rozbudowane bazy, a zatem pozwalają na sprofilowanie znacznie większej liczby obywateli USA. Zresztą 23andMe już zapowiedziała, że jeśli otrzyma podobny wyrok to będzie się od niego odwoływała. Prawnicy zauważają, że z jednej strony, jeśli w przyszłości pojawi się takie odwołanie i rozpocznie się batalia sądowa, którą będzie rozstrzygał jeden z Federalnych Sądów Apelacyjnych lub Sąd Najwyższy, to ustanowiony zostanie silny precedens. Z drugiej strony osoba, która zostałaby oskarżona dzięki przeszukaniu takiej bazy mogłaby zapewne powoływać się na Czwartą Poprawkę, która zakazuje nielegalnych przeszukań.
      Specjaliści mówią, że jeśli podobne wnioski zaczną pojawiać się coraz częściej i sądy będą się do nich przychylały, to będzie to poważny problem dla witryn z bazami danych DNA.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy ze szwedzkiego Uniwersytetu Technologicznego Chalmers obalili teorię mówiącą, że obie nici DNA są utrzymywane przez wiązania atomów wodoru. Okazuje się, że kluczem są siły hydrofobowe, nie atomy wodoru. Odkrycie to może mieć duże znaczenie dla medycyny i innych nauk biologicznych.
      Helisa DNA składa się z dwóch nici zawierających molekuły cukru i grupy fosforanowe. Pomiędzy obiema nićmi znajdują się zasady azotowe zawierające atomy wodoru. Dotychczas sądzono, że to wiązania atomów wodoru utrzymują razem obie nici.
      Jednak uczeni z Chalmers wykazali właśnie, że kluczem do utrzymania razem nici jest hydrofobowe wnętrze molekuł zanurzonych w środowisku składającym się głównie z wody. Zatem mamy tutaj hydrofilowe otoczenie i hydrofobowe molekuły odpychające otaczającą je wodę. Gdy hydrofobowe molekuły znajdują się w hydrofilowym środowisku, grupują się razem, by zmniejszyć swoją ekspozycję na wodę.
      Z kolei wiązania wodorowe, które dotychczas postrzegano jako elementy utrzymujące w całości podwójną helisę DNA, wydają się mieć więcej wspólnego z sortowaniem par bazowych, zatem z łączniem się helisy w odpowiedniej kolejności.
      Komórki chcą chronić swoje DNA i nie chcą wystawiać ich na środowisko hydrofobowe, które może zawierać szkodliwe molekuły. Jednocześnie jednak DNA musi się otwierać, by było użyteczne. Sądzimy, że przez większość czasu komórki utrzymują DNA w środowisku wodny, ale gdy chcą coś z DNA zrobić, na przykład je odczytać, skopiować czy naprawić, wystawiają DNA na środowisko hydrofobowe, mówi Bobo Feng, jeden z autorów badań.
      Gdy na przykład dochodzi do reprodukcji, pary bazowe odłączają się i nić DNA się otwiera. Enzymy kopiują obie strony helisy, tworząc nową nić. Gdy dochodzi do naprawy uszkodzonego DNA, uszkodzone części są wystawiane na działanie hydrofobowego środowiska i zastępowane. Środowisko takie tworzone jest przez proteinę będącą katalizatorem zmiany. Zrozumienie tej proteiny może pomóc w opracowaniu wielu leków czy nawet w metodach leczenia nowotworów. U bakterii za naprawę DNA odpowiada proteina RecA. U ludzi z kolei proteina Rad51 naprawia zmutowane DNA, które może prowadzić do rozwoju nowotworu.
      Aby zrozumieć nowotwory, musimy zrozumieć, jak naprawiane jest DNA. Aby z kolei to zrozumieć, musimy zrozumieć samo DNA. Dotychczas go nie rozumieliśmy, gdyż sądziliśmy, że helisa jest utrzymywana przez wiązania atomów wodoru. Teraz wykazaliśmy, że chodzi tutaj o siły hydrofobowe. Wykazaliśmy też, że w środowisku hydrofobowym DNA zachowuje się zupełnie inaczej. To pomoże nam zrozumieć DNA i proces jego naprawy. Nigdy wcześniej nikt nie umieszczał DNA w środowisku hydrofobowym i go tam nie badał, zatem nie jest zaskakujące, że nikt tego wcześniej nie zauważył, dodaje Bobo Feng.
      Szwedzcy uczeni umieścili DNA w hydrofobowym (w znaczeniu bardzo zredukowanej koncentracji wody) roztworze poli(tlenku etylenu) i krok po kroku zmieniali hydrofilowe środowisko DNA w środowisko hydrofobowe. Chcieli w ten sposób sprawdzić, czy istnieje granica, poza którą DNA traci swoją strukturę. Okazało się, że helisa zaczęła się rozwijać na granicy środowiska hydrofilowego i hydrofobowego. Bliższa analiza wykazała, że gdy pary bazowe – wskutek oddziaływania czynników zewnętrznych – oddzielają się od siebie, wnika pomiędzy nie woda. Jako jednak, że wnętrze DNA powinno być suche, obie nici zaczynają przylegać do siebie, wypychając wodę. Problem ten nie istnieje w środowisku hydrofobowym, zatem tam pary bazowe pozostają oddzielone.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dyrektor CIA David Petraeus stwierdził, że powstający na naszych oczach Internet of Things będzie nieocenionym źródłem informacji dla agencji wywiadowczych. Komunikujące się z internetem samochody, lodówki czy telewizory ułatwią zdobycie wielu danych na temat osób, którymi interesuje się np. CIA.
      Co prawda agencja ma bardzo ograniczoną możliwość działania na terenie USA, jednak np. kwestie zbierania danych o lokalizacji osób nie są ostatecznie rozstrzygnięte i istnieje tutaj spore pole do interpretacji.
      Coraz więcej urządzeń codziennego użytku będzie podłączonych do sieci i będą przekazywały o sobie informacje do zewnętrznych serwerów. Petraeus zauważa, że w takiej sytuacji trzeba będzie przedefiniować takie pojęcia jak „prywatność“ czy „sekret“. O ile podłączona do internetu lodówka może co najwyżej wysłać na zewnątrz informacje o tym, że ktoś z niej skorzystał, a zatem jest w domu, to już telefon lub konsola do gier mogą służyć do bardzo szerokiej inwigilacji. Z kolei zawartość domowego serwera multimediów zdradzi nasze zainteresowania.
      Agendy rządowe będą zatem mogły z olbrzymią łatwością zbierać informacje o naszych zwyczajach, rozkładzie dnia czy preferencjach dotyczących muzyki, filmu i literatury.
      Petraeus zwrócił też uwagę, że CIA będzie musiała nauczyć się tworzenia cyfrowej tożsamości dla swoich oficerów operacyjnych oraz jej błyskawicznego usuwania z sieci w razie potrzeby.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z Mayo Clinic nauczył układ immunologiczny myszy zwalczania czerniaka złośliwego. Do spokrewnionego z wirusem wścieklizny wirusa pęcherzykowatego zapalenia jamy ustnej wprowadzono DNA pobrane z ludzkich komórek czerniaka. Dzięki temu szereg genów można było wprowadzić bezpośrednio do guza. Na wczesnym etapie badań w mniej niż 3 miesiące z minimalnymi skutkami ubocznymi wyleczono 60% gryzoni.
      Sądzimy, że ta technika pozwoli nam zidentyfikować całkowicie nowy zestaw genów, które kodują antygeny ważne dla stymulowania układu odpornościowego, tak aby odrzucił on nowotwór. [...] Zauważyliśmy, że by odrzucenie guza było najskuteczniejsze, u myszy kilka białek musi ulegać jednoczesnej ekspresji - tłumaczy dr Richard Vile.
      Wierzę, że uda nam się stworzyć eksperymentalne szczepionki, dzięki którym po kolei wyeliminujemy wszystkie nowotwory. Szczepiąc przeciwko wielu białkom naraz, mamy nadzieję leczyć guzy pierwotne i chronić przed wznową.
      Szczepionki powstające w ramach nurtu immunoterapii nowotworowej bazują na spostrzeżeniu, że guzy przystosowują się do powtarzalnych ataków układu odpornościowego, zmniejszając liczbę antygenów na powierzchni komórek. Przez to układowi odpornościowemu trudniej jest je rozpoznać. O ile jednak nowotwory mogą się nauczyć ukrywać przed zwykłym układem odpornościowym, o tyle nie są w stanie uciec przed układem immunologicznym wytrenowanym przez zmodyfikowany genetycznie wirus pęcherzykowatego zapalenia jamy ustnej.
      Nikt nie wie, ile antygenów układ odpornościowy widzi na powierzchni komórek nowotworowych. Doprowadzając do ekspresji wszystkich białek w wysoce immunogennych wirusach, zwiększamy ich widoczność dla systemu odpornościowego - wyjaśnia dr Vile.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Coraz częściej mówi się o rezygnacji ze zmian czasu na letni i zimowy. Swoje trzy grosze do toczącej się dyskusji dorzucili psycholodzy z USA i Singapuru. Stwierdzili, że doroczna zmiana czasu na letni i związane z nią skrócenie czasu snu powodują, że podczas pracy ludzie przez dłuższy niż zwykle czas błądzą po witrynach internetowych niezwiązanych z ich zajęciem (ang. cyberfloating).
      W porównaniu do wcześniejszych i późniejszych poniedziałków, w poniedziałek po zmianie czasu na letni ostro wzrasta liczba wyszukiwań dotyczących rozrywki. Zespół prof. D. Lance'a Ferrisa z Penn State analizował 6-letnie dane z Google'a.
      Naukowcy uważają, że w wyniku skrócenia czasu snu (średnio o 40 minut) pracownicy w mniejszym stopniu kontrolują swoje zachowanie i przejawiają silniejszą tendencję do błądzenia po Sieci albo wykorzystują ją do celów osobistych.
      Ferris i inni przeprowadzili także eksperyment laboratoryjny. Ochotnicy mieli wysłuchać nudnego wykładu online. Akademicy monitorowali, jak dobrze spali poprzedniej nocy. Okazało się, że im krócej odpoczywali, tym częściej serfowali po Internecie w czasie, gdy powinni słuchać wykładu. Podobnie działały przerwy w śnie. Każda wyrwana ze snu godzina oznaczała średnio 8,4 min cyberbłądzenia.
      Psycholodzy podkreślają, że choć parę minut wydaje się błahostką, wcale tak nie jest, zważywszy, że aż 1/3 krajów świata stosuje przejście na czas letni. Wynikające ze skoku błądzenia po Internecie straty globalnej produktywności mogą być zawrotne.
×
×
  • Create New...