Skąd się wzięły jamniki

Podobno jamniki pochodzą ze starożytnego Egiptu. Znajdowano tam przedstawienia krótkonogich psów, a także mumie jamnikopodobnych stworzeń. Jamnik, jakiego znamy, został wyhodowany w Niemczech, jednak co do tego, kiedy to nastąpiło, nie ma pewności. Już w średniowieczu krótkonogie psy były chwalone za to, że łatwiej im dostać się do nor, dzięki czemu świetnie sprawdzają się w polowaniach na borsuki. Ale co spowodowało, że jamniki wyglądają tak, a nie inaczej? Krótkość ich łapek jest spowodowana achondrodystrofią - przedwczesnym zatrzymaniem wzrostu chrząstek w kościach długich. Dotyczy to zresztą nie tylko jamników, ale i innych krótkonogich ras, takich, jak corgi czy bassety.

Jak bakterie i drożdże przewidują przyszłość

W Nature pojawił się artykuł opisujący, jak mikroorganizmy wyewoluowały przewidywanie przyszłości (Mitchell i in. 2009). Naukowcy zajęli się bakterią Escherichia coli oraz drożdżami Saccharomyces cerevisiae. Wiadomo, że organizmy odpowiadają na bodźce środowiskowe, np. przez wyłączanie lub włączanie produkcji odpowiednich białek.  Sztandarowym przykładem pojawiającym się w każdym podręczniku jest operon laktozowy – E. coli włącza produkcję enzymów odpowiadających za transport i rozkład laktozy dopiero wtedy, kiedy ten cukier pojawi się w jej otoczeniu.

Ewolucyjna wojna z malarią

Malaria to choroba zakaźna wywoływana przez pierwotniaki z rodzaju Plazmodium. Niemal połowa populacji świata żyje na obszarach występowania malarii. Co roku zapada na nią 350 – 500 mln osób, a umiera ponad milion (głównie dzieci w Afryce).  Nic dziwnego, że ewolucja wyposażyła nas w mechanizmy, które chronią przed tą chorobą (Carter i Mendis 2002).

Body Mleko Indeks

Na konferencji Europejskiego Towarzystwa Ludzkiej Genetyki, która odbyła się właśnie w Wiedniu, pojawił się plakat zajmujący się tolerancją laktozy i … wagą.

Otóż wygląda na to, że rozpowszechniony wśród Skandynawów wariant kodującego laktazę genu LCT, dający tolerancję na laktozę u dorosłych (czyli pozwalający pić mleko bez protestów ze strony układu pokarmowego) występuje w parze z większą wagą. Badania przeprowadzono na ponad 15 tys osób. Wg autorów efekt tego wariantu jest niemal tak duży, jak efekt jednego z alleli genu FTO (fat and obesity associated), obarczanego odpowiedzialnością za 1% odziedziczalności otyłości. Posiadacze 2 kopii “tłustego” allelu FTO są przeciętnie o 3-4 kilo grubsi od osób, które nie mają żadnej kopii tego allelu, a ryzyko wystąpienia u nich otyłości jest większe, niż u osób pozbawionych tego allelu.  Jest to chyba najsilniej wpływający na wagę u przeciętnych ludzi gen, jaki udalo się nam dotąd znaleźć. A tu wygląda na to, że LCT działa niemal równie mocno. Zatem być może na błyskawiczne rozprzestrzenienie się tolerancji laktozy w Europie wpłyneła nie tylko  możliwość dostępu do nowego źródła pokarmu, ale i usprawnienie magazynowania energii w postaci tłuszczu. Mam nadzieję, że będzie z tego artykuł, i że go nie przegapię.

Mleczny genom

Proces udomawiania bydła rozpoczął się około 10 tys. lat temu. Działał on dwukierunkowo – my zmienialiśmy bydło, tworząc 800 różnych odmian, a ono zmieniało nas. Teraz zsekwencjonowano genom krowy (bydło domowe;  Bos taurus), należącej do rasy Hereford. W kwietniu w Science pojawił się główny artykuł. Towarzyszy mu kolekcja bardziej szczegółowych publikacji, dostępna za darmo.

Genom bydła zawiera co najmniej 22 tysiące genów kodujacych białka, do tego naukowcy naliczyli prawie 500 genów miRNA. Prawie połowa genomu to sekwencje repetytywne, z tego większość (27% całości genomu) stanowią sekwencje repetytywne specyficzne dla przeżuwaczy.

200 urodziny Darwina

Dwieście lat temu urodził się Karol Darwin, twórca teorii ewolucji. W tym roku mija też 150 lat od opublikowania jego dzieła. Z tej okazji sporo się dzieje – specjalne artykuły w czasopismach naukowych, imprezy, budowa repliki HMS Beagle, itp.

Przykładowo w Nature pojawiło się zestawienie 15 artykułów dowodzących, że ewolucja to fakt, które znalazły się w tym czasopiśmie w ciągu 10 lat. Zestawienie jest dostępne za darmo tutaj. Pierwsza piątka to skamieniałości – żyjący na lądzie przodkowie wielorybów, wyjście czworonogów na ląd (czyli Tiktaalik), powstanie piór, ewolucja zębów oraz historia szkieletu kręgowców. Kolejna grupa składająca się z sześciu artykułów dotyczy przystosowania do środowiska. Są to artykuły o specjacji ryb, selekcji naturalnej wśród jaszczurek, koewolucji dafnii i ich pasożytów, wpływie nielosowego przepływu genów na przystosowanie do lokalnych warunków u bogatek, selekcji naturalnej faworyzującej rzadko spotykane ubrawienia u gupików oraz o tym, jak ewolucja poradziła sobie z tym, że węgorze mureny nie są w stanie wytworzyć ciśnienia zasysającego zdobycz do gęby. Ostatnia czwórka to dowody molekularne – znalazły się tu zięby Darwina, wzory na skrzydłach motyli, podobne mechanizmy odporności na toksyny u węży i małgwi, a także sposób na wynajdywanie nowych białek w sytuacjach stresowych.

BMJ na Gwiazdkę

BMJ (British Medical Journal) to pismo poważne, z impact factor w okolicach 9. Ale raz do roku, przed świętami, przestaje być tak poważne. Numer z 17 grudnia przynosi fascynujące artykuły o badaniach z przymrużeniem oka.

Fascynujące są badania nad tym, czy machanie głową na koncertach heavy-metalowych jest szkodliwe dla zdrowia. Naukowcy poprosili 10 muzyków z miejscowych zespołów metalowych o wybranie ulubionych piosenek metalowych, a następnie wykonali listę 11 najpopularniejszych (niestety, nie zaprezentowaną w artykule ). Jako kontrole posłużyły  m. in. “I Will Always Love You”  Whitney Houston i “Hello” Lionela Ritchie. Rytm w piosenkach z 11 wynosi średnio 146 uderzeń na minutę. Model opracowany przez naukowców przewiduje, że machanie głową w takim tempie może wywołać bóle i zawroty głowy, jeśli zakres ruchu jest większy niż 75°. Jako remedium proponują specjalne szkolenia przed koncertami, noszenie kołnierzy ortopedycznych, lub słuchanie lżejszych odmian rocka (albo nawet popu).

Tiktaalik

Mamuty nadchodzą

W Nature pojawiła się praca (Miller i in. 2008), opisująca sekwencjonowanie mamuta. Tym razem to nie mały genom mitochondrialny, ale ponad 4 miliardy par zasad uzyskanych z włosów kilku okazów, w tym 3,3 mld zasad, które są podobne do słonia, więc można je rzeczywiście uznać za genom mamuta włochatego Mammuthus primigenius. Te pozostałe fragmenty DNA pochodzą od innych organizmów. Część jest bakteryjna, ale autorom udało się uniknąć zanieczyszczeń ludzkim materiałem genetycznym. Na podstawie wyliczeń  oraz porównań z innymi gatunkami zwierząt można przypuścić, że poznaliśmy właśnie ok. 70% genomu jądrowego mamuta. Jeśli te szacunki są prawidłowe, oznaczałoby to, że całość miała ok. 4,7 mld par zasad – byłby to chyba największy znany ssaczy genom. Naukowcy podkreślają ponadto, że wyliczenia mogą być niedoszacowane, ponieważ użyta do sekwencjonowania metoda daje krótkie kawałki, przez co porównanie z innymi genomami jest obarczone sporym ryzykiem błędu. ALe to i tak olbrzymi postęp – udało się zsekwencjonować znaczną część genomu zwierzęcia, które zmarło ok. 20 tysięcy lat temu.

Czy wegetarianie mogą jeść ślimaki?

Dawno, dawno temu pisałam o tym, jak niektóre pierwotniaki zaprzęgają do pracy glony i ich plastydy, korzystając dzięki temu z dobrodziejstw fotosyntezy. A czy istnieją fotosyntetyzujące zwierzęta?

Oczywiście, że tak.

Wirusowy nowotwór skóry

Poliomawirusy to wirusy DNA, które można podzielić na trzy grupy. Pierwsza obejmuje małpi wirus SV40 i podobne do niego ssacze wirusy, drugą stanowią mysi poliomawirus MuPyV i podobne ssacze wirusy, a trzecia to ptasie poliomawirusy. Niektore poliomawirusy wywołują nowotwory u zwierząt. Kilka (BK, JC, KI i WU) może powodować infekcje u ludzi. Ludzkie poliomawirusy są szeroko rozpowszechnione – szacuje się, że kontakt z dwoma pierwszymi miało 70-98% populacji. Dane na temat pozostałej dwójki nie są jeszcze dokładnie znane, bo odkryto je dopiero w zeszłym roku. Jak dotąd nie ma zgody co do tego, czy infekcje polimoawirusami wiążą się ze zwiększonym ryzykiem zachorowania na raka u ludzi. Wiadomo, że te same wirusy mogą spowodować powstanie nowotworów u myszy, istnieje też kilka prac sugerujących związek poliomawirusa JC z guzami mózgu. Wydaje się, że poliomawirusy zazwyczaj nie wywołują nowotworów u swoich zwykłych gospodarzy, ale ryzyko znacznie wzrasta, kiedy zainfekują przedstawicieli innego gatunku.

Mieczyk Korteza, seksapil i nowotwory

Na nowotwory zapadają nie tylko ludzie, ale i inne zwierzęta (nawet rekiny chorują na raka.) Niektóre mieczyki i zmienniaki, czyli ryby należące do rodzaju Xiphophorus, miewają na płetwach ogonowych czarne plamki. Już w latach dwudziestych XX wieku zaobserwowano, że u hybryd dwóch gatunków, X. maculatus i X. helleri, komórki produkujące ten ciemny barwnik mogą przejść transformację nowotworową, i rozwinąć się w czerniaka. Wiadomo już, dlaczego hybrydowe rybki zapadają na nowotwór. U części gatunków odszukano na jednym z chromosomów miejsce, nazwane Tu, gdzie znajduje się dominujący onkogen Xmrk (Xiphophorus melanoma receptor kinase). Powstał on kilka milionów lat temu przez duplikację, a potem mutacje genu  EGFR (epidermal growth factor receptor), którego ludzki odpowiednik jest znany m.in. z tego, że jego nadmierna ekspresja łączy się z niektórymi nowotworami. Na innym chromosomie znajduje się sekwencja, którą oznaczono literą R, ponieważ reguluje ekspresję Xmrk. Inne gatunki nie mają ani Tu, ani R, ani plamek na płetwie ogonowej. Jeśli w wyniku krzyżowania dwóch gatunków w drugim pokoleniu otrzyma się hybrydy, które mają Tu, ale nie mają R, na ogonach rybek pojawiają się ciemne plamki, ale ponieważ nic nie powstrzymuje ekspresji Xmrk, z plamek rozwija się czerniak.

Gronkowiec już nie złocisty

Staphylococcus aureus

Gronkowca złocistego, czyli Staphylococcus aureus, można znaleźć na skórze i w nosach wielu ludzi, gdzie często żyje sobie spokojnie, nie sprawiając kłopotów. Ale kiedy nadarzy się okazja i przedostanie się do innych tkanek, może wywołać nieprzyjemne infekcje. Problemem w walce z infekcjami gronkowcem jest coraz częstsze występowanie szczepów opornych na antybiotyki. Są to MRSA, czyli gronkowiec oporny na metycylinę, czasem zwany też “multi-opornym”, bo tak naprawdę nie straszne mu żadne antybiotyki beta-laktamowe, a także VRSA, czyli szczep oporny na wankomycynę, na szczęście jak na razie rzadki. Ocenia się, że w USA w 2005 MRSA mógł być odpowiedzielny za śmierć nawet 18 000 osób (Klevens i in. 2007). Według danych z UK w 1993 w wyniku infekcji MRSA zmarło 51 osób, a następnie z roku na rok liczba ta stale rosła aż do 2006, kiedy odnotowano 1652 zgony, jednak w 2007 nieco spadła – MRSA określono jako przyczynę śmierci 1593 osób. Więcej informacji o występowaniu MRSA w Europie można znaleźć na stronach EARSS (European Antimicrobial Resistance Surveillance System).

Chili i brukselka idą na wojnę

Zaciekawiło was kiedykolwiek, dlaczego papryczki chili, czyli owoce niektórych gatunków roślin z rodzaju Capsicum, są ostre? Prosta odpowiedź brzmi, że odpowiedzialne za to są kapsaicynoidy (kapsaicyna i pokrewne związki). Kapsaicyna wiąże się ze znajdującym się w neuronach receptorem wanilinoidowym podtypu 1 (TRPV1 albo VR1), który reaguje także m. in. na wysokie temperatury – stąd odczucia towarzyszące jedzeniu chili.

Naukowców zaciekawiło jednak, po co roślinie kapsacynoidy. Ponieważ owoce służą do rozprzestrzeniania nasion, nie mogą się marnować jako pożywienie stworzeń, które w tym nie pomagają. Ptaki, które jedzą papryczki chili, roznoszą ich nasiona.  Większość ssaków niechętnie spożywa papryczki, a równocześnie stwierdzono, że ssaczy układ pokarmowy uszkadza nasiona chili uniemożliwiając im wzrost. W naturze rzeczywiście nasiona chili są roznoszone przez ptaki (Tewksbury i Nabhan 2001). Zbadano również, jak to się dzieje, że ptaki nie stronią od ostrej papryczki. Jest to związane z odmienną budową ich receptora TRPV1, która powoduje, że nie wiąże on kapsaicyny (Jordt i Julius 2002). Zatem kapsacynoidy chronią papryczki przed zjedzeniem przez ssaki.

Więcej światła, czyli co widzą nicienie

Caenorhabditis elegans

Caenorhabditis elegans to malutki nicień, który zasłużył się jako organizm modelowy w badaniach biologicznych. Poznano losy każdej z jego 1031 komórek (u samców, u hermafrodytów jest ich 959; to liczba końcowa, w trakcie rozwoju 131 komórek popełnia samobójstwo), zbadano wzór połączeń między jego 302 neuronami i oczywiście zsekwencjonowano jego genom. Szczegółowe informacje o tym zwierzątku można znaleźć tu. Wydawałoby się, że znamy go już na wylot, ale okazuje się, że maleńki nicień ciągle ma swoje tajemnice.

C. elegans reaguje na temperaturę, bodźce chemiczne i dotykowe. Nie ma jednak oczu, a w jego genomie nie znaleziono genów kodujących światłoczułe opsyny, ani tym bardziej niczego, co przypominałoby prokariotyczne białka światloczułe. Dopóki sądzono, że prowadzi on głównie podziemny tryb życia, nikogo to nie dziwiło. Jednak ostatnio coraz częściej uważa się, że C. elegans spędza sporo czasu na słońcu. Czy zatem brak światłoczułych opsyn powoduje, że jest niewrażliwy na światło?