Mint nemrég szó esett róla, az emberiség korántsem vonta ki magát (egyelőre) a természetes szelekció alól és ennek a folyamatnak a nyomát mind a hat lakott kontinensen megfigyelhetjük: emiatt alakult ki az emberiség ma is látható sokfélesége a közös ősi populációból.

Bár önmagában (és a biológiában különösen) a sokféleség gyönyörködtet, a humán populációk sokszínűsége évszázadok óta egyfajta méricskélés apropóját adta: mekkora ez a különbözőség, van-e minőségileg akkora, s egyébként is, a sokféleség puszta léte jelent-e valamifajta hierarchiát.

Most az emberi genetikai sokféleséget feltérképező HapMap Project legújabb adathalmazát segítségül hívva, néhányan annak eredtek a nyomába, hogy a különböző földrajzi területeken élő emberekben mely gének voltak/vannak pozitív szelekciónak kitéve. A statisztikai bűvészkedés eredményezte végső lista 55 génből áll, amelyből 30-ról igazából még nemigen tudjuk mit is csinál, azonban a maradék huszonöt elég beszédes.

Már eleve az is érdekes, hogy mi az ami nincs köztük: egyetlen olyan gén sem, amelyet bármifajta értelmi funkcióhoz lehetne kötni (korábban volt ilyenre jelölt, de aztán megmérettetett és kevésnek találtatott). Van viszont (talán nem túl meglepő módon) jópár olyan, ami a bőr- és hajszínt szabályozza, az immunrendszer patogén ellenes válaszreakcióját vezényli, vagy épp az érzékelésben játszik szerepet. És végül hat gén kifejezetten anyagcsere funkciókhoz köthető, tehát az adott területeken fogyasztott táplálék összetétele szintén szelekciós erejűnek bizonyult.

Utóbbi azért is tűnik érdekesnek, mert épp most jelent meg egy másik cikk is, ahol a szerzők arra utalgatnak erőteljesen, hogy az ember és csimpánz közt fellelhető genetikai eltérések egy része szintén a táplálkozásbeli eltérések számlájára írható. Az elvégzett kísérlet egyébként elég banális: két csapat laboregeret eltérő koszttal láttak el pár héten keresztül. Az első csoport emberi kaját kapott (vagyis főtt, fehérjében gazdag eleséget) – vagy az intézet menzájáról, vagy a közeli McDonalds menüjéből -, a második pedig az állatház majomrészlegének gyümölcs és joghurt gazdag táplálékát élvezhette.

A kísérlet végén összevetették, hogy különböznek-e a két csoport májában kifejeződő gének (utóbbi nem lenne teljesen váratlan, hiszen a máj engedelmesen megpróbálja
minnél jobban felhasználni a rendelkezésére bocsátott táplálékot és
nyilván más körülményeket igényel egy szelet banán és egy darab
raviolli lebontása). Láss csodát különböztek: több mint ezer gén mutatott eltérést (egyébként a normál menza kaján ill. a hamburgeren nevelt egerek közt súlyban volt különbség, de génexpresszióban nem), és ezek közel 10%-a olyan génnek bizonyult, amelyek szabályozórégiója és kódoló része is jelentős, szelekcióra utaló, különbséget mutat az emberi és csimpánz genomok között.

Barreiro LB, Laval G, Quach H, Patin E, Quintana-Murci L. (2008) Natural selection has driven population differentiation in modern humans. Nat. Genet. doi: 10.1038/ng.78
Somel M, Creely H, Franz H, Mueller U, Lachmann M, et al. (2008) Human and Chimpanzee Gene Expression Differences Replicated in Mice Fed Different Diets. PLoS ONE 3(1): e1504. doi:10.1371/journal.pone.0001504

Hangyányit megkésve bár, de azért mindenképpen megemlékezünk Darwin 199. születésnapjáról. Azaz most már igazán visszafele pereg az idő a 2009-es nagy megemlékezés felé: jövőre ugyanis nemcsak az öreg Charles születésének bicentenáriumáról emlékezünk meg, hanem főművének, "A fajok eredete" publikálásának 150. évfordulójáról is.

Persze az érdeklődőket már az idén is várták-várják programok: bővebben a www.darwinnap.hu-n.

A madárőslénytanban járatosak vagy a madáreredet kérdése iránt érdeklődők számára emlékezetes, hogy a 2000 nyarán a Pekingben rendezett SAPE (Society of Avian Paleontology and Evolution) konferencia résztvevői közül sokan a BAND feliratú kitűzőt is viselték. Ez ugyanis a: „Birds are not Dinosaurs” állítás rövidítése! Magán a konferencián is heves viták folytak a madarak dinoszauruszoktól való származtatásának egyre inkább terjedő és tért nyerő hipotézise körül (ezt illusztrálja a fenti ábra is).

Egy kattintás ide a folytatáshoz…. →

Ha hinni lehet a hvg.hu hírének (egyelőre máshol nem leltem, ezért az óvatosság), végre hangosan kimondatott, amin asszem már sokszor, sok kutató morfondírozott: időszerű lenne, hogy a magyar gazdasági elit a filantrópia mezején is kövesse külföldi kollégáit.

Leendő magyar Howard Hughes-ok és Sir Henry Wellcome-ok, John D. Rockefeller-ek és William Hesketh Lever-ek, tessék előlépni. Ráfér már az OTKA-ra valami potens kis konkurencia, arról nem is szólva, hogy biztos elfér a magyar tudomány berkeiben egy kis extra apanázs. Főleg, ha valóban jól és hatékonyan költik el.

Talán már kicsit elcsépeltenek számít az "epikus" jelző, mással azonban mégsem tudnám igazán jellemezni a Sir David Attenborough által készített, és immár három évtizeden átnyúló "Life", azaz "Élet" sorozatot. A sorozat nem is elég pontos meghatározás ez esetben, hiszen itt sorozatok sorozatáról van szó, ami az "Élet a Földön"-nel (Life on Earth) kezdődött 1979-ben és idén a kétéltűek és hüllők életét bemutató "Hidegvérű élet" (Life in Cold Blood) bemutatásával ér véget.

Kevés olyan ember él ma a Földön, aki akár megközelítőleg is annyit tett volna az élővilág és a természetismeret széleskörű népszerűsítéséért mint Sir David, és stílszerűen ez talán ott érhető leginkább nyomon, hogy a pár évvel ezelőtti "Madarak élete" sorozatot forgató csapat egyik pozíciójának betöltésére nem kevesebb mint háromezerszeres (!!) túljelentkezés volt.

Szintén stílszerű, bár sajnos egy teljes más síkon, hogy a legveszélyeztetettebb (kétéltű) csoportról szóló filmsorozat már bemutatásakor azzal a sajnálatos ténnyel reklámozhatja magát, hogy a forgatás óta a film egyik szereplője már a kihalt fajok listáját gazdagítja…

(Néhány kapcsódó videó a YouTube-on.)

A franciák olasz betegségnek ("mal napolitaine"), az olaszok "francia betegségnek" ("mal francese") hívták, ahogy a spanyolok, a németek és az angolok is. A portugálok és hollandok a spanyolokat hibáztatták érte, a lengyelek a németeket, az oroszok a lengyeleket, a törökök pedig a keresztényeket cakkompakk. S bár nálunk egyszerűen "vérbaj" néven fut, a fenti névkavalkád részben jól tükrözi, hogy a szifilisz milyen utat járt be az öreg kontinensen. Egy dolog azonban máig sem tisztázott: pontosan honnan is ered a kór.

A betegséget egy Treponema pallidum pallidum nevű bakteriális kórokozónak köszönhtejük, amelynek jellegzetes spirális alakja a spirochaeta baktériumok közé helyezi. Ez a különleges, dugóhózószerű alak (egy forgó mozgás keretén belül) egyben biztosítja a baci helyváltoztatását is. A szervezetbe jutva a kórokozó a vér- és nyirokszervekben tenyészik, illetve krónikus betegség esetén sok esetben végül az idegrendszert is megtámadja.

Az szifilisz első hitelt érdemlő leírása nemsokkal Kolumbusz Újvilágból való visszatérte után készült Nápolyban és ez volt az egyik ok, amiért sokan Amerikában sejtették a szifilisz eredetét. Ezt látszott alátámasztani az is, hogy az indiánok körében viszonylag gyakori a 0-s vércsoport, ami relatív védelmet nyújt a betegség ellen. Ugyan ez még mindig csak közvetett módon igazolja az amerikai eredetet, mégsem állt jobb bizonyíték a rendelkezésünkre, ui. a közvetlenebb molekuláris rendszerezási nekifutások eddig rendre csődöt mondtak. Utóbbinak az oka abban keresendő, hogy mind a szifilisz, mind a T. pallidum más alfajai által okozott frambőzia (yaws), pinta és bejel ellen igencsak sikeres írtóhadjáratot folytatott a WHO az ötvenes és hatvanas évek során a WHO, így ma már ritkán fordulnak elő – ergo nehéz megfelelő minőségű mintát találni.

Az említett betegségek egyébként tüneteikben szinte megkülönböztethetetlenek a szifilisztől, lényeges eltérést csak terjedési módjukban van: míg a szifilisz nemi kapcsolat útján terjed és a fertőzés környékén gyakran ronda fekély alakul ki, a három rokon betegség továbbításához sima bőrkontaktus is elég (a szifilis későbbi fázisaira jellemző bőr alatti gümők itt is kialakunak). Pontosabban egy, igen fontos kivétel létezik a fenti szabály alól: pár éve egy Guyana őserdeiben élő benszülött törzs gyerekeiben figyelték meg a frambőzia egy új formáját. Ez szintén egyszerű érintéssel terjed, de a fertőzés helyén fekély alakult ki! Már ez önmagában is megalapozta a gyanút, hogy a frambőzia és a szifilisz közti átmenetről lehet szó, és ezt látszanak igazolni a napokban közzé tett (részleges) molekuláris vizsgálatok is.

Utóbbiak fényében rekonstruálni lehet, a szifilis kialakulását: az ős egyértelműen a ma Afrikában és DK-Ázsiában endemikus frambőzia lehetett. Valószínűleg ez a betegség több ezer évenkeresztül "élt együtt" az emberekkel, és így juthatott el velük együtt az amerikai kontinensekre is. Ott adaptálódott a lokális körülményekhez, ami sok helyen trópusi klímát jelentett , majd végül innen sikerült keresetlen potyautasként felkerülnie az Amerikát felfedező európai hajókra. Mikor azok visszatértek hazájukba, a kórokozó hirtelen kényelmetlen helyzetbe került: a meleg, párás viszonyokat hirtelen, hűvös és gyakran száraz éghajlat váltotta fel. Csak egy kiút kínálkozott a fennmaradáshoz: meglelni azokat a zugokat, amelyek leginkább hasonlítottak az trópusi körülményekhez – és ezek történetesen az ivarjáratok lettek.

A történetnek egyetlen kis hibája van: a molekuláris adataokhoz használt guyanai minta viszonylag rossz minőségű volt, így csak rövidebb szakaszokat tudtak a kórokozó genomjéból megszekvenálni az Emory egyetem kutatói. Pechjükre ráadásul az említett bennszülött törzset azóta a jelek szerint sikeresen kikúrálták a WHO emberei néhány adag penicillin segítségével, így félő, hogy több mintavételezésre nem is lesz esély. 

Mulligan CJ, Norris SJ, Lukehart SA (2008) Molecular Studies in Treponema pallidum Evolution: Toward Clarity?. PLoS Negl Trop Dis 2(1): e184. doi:10.1371/journal.pntd.0000184
Harper KN, Ocampo PS, Steiner BM, George RW, Silverman MS, et al. (2008) On the Origin of the Treponematoses: A Phylogenetic Approach. PLoS Negl Trop Dis 2(1): e148. doi:10.1371/journal.pntd.0000148

Az őssejt kutatás által belengetett talán legnagyobb ígéretek egyike, hogy egy szép nap a szerv-donor bizniszt, minden vele járó technikai nehézséggel, várólistávat ill. gyakran korrupciógyanús ügyelettel együtt a múlt időbe helyezve, gyors és egyénreszabott szerveket biztosíthat minden rászorulónak.

Az elv természetesen rendkívül egyszerűen hangzik: csak egy megfelelő alakú vázat kell biztosítani, és a megfelelő tápoldatokban nevelgetett őssejtek majd szépen belakják azt, funkcionális szerveket hozva létre. Ha jobban megnézzük, ez rögtön három konkrét dolgot vet fel persze: honnan szerezzünk megfelelő őssejteket, mi legyen a tápoldatban és főként, hogy hozzuk létre azt a "megfelelő alakú vázat".

Az első két problémára még csak-csak megoldást kínálnak a "klasszikus" labor-felszereléssel (Petri csésze, lombik, stb.) történő kutatások, de az utóbbi jó pár esetben kemény diónak bizonyult. Egyszerűbb szerveknél, már léteznek sikeres megoldások, például húgyhólyagot már most is egész hatékonyan képesek létrehozni, de egy tüdő vagy szív bonyolultságú szervnél még nem nagyon tudunk megfelelő méretű, anyagú és bonyolultságú szerv-vázat kialakítani.

Egy-egy ilyen szerv ugyanis arányos nagyságú kamrák és adott vastagságú falak kavalkádjából épül fel, és egy ilyen összetett 3D váz készítése ma még meghaladja a képességeinket. Alternatív megoldás lehet a természet éltal már elkészített vázakat használni. Valami ilyesmire példa a múlt héten megjelent Nature Medicine cikk, amelynek szerzői egy 3 hónapos patkányból kivették a szívét, egy detergens segítségével kimosták belőle a sejteket, majd a megmaradt kollagén vázat (lásd jobboldalt fent) újszülött egér szívéből származó sejtekkel belakatták. Az eredmény néhány hét után egy szövettanilag egészen normális szív lett, amely megfelelő elektromos stimulus hatására meg is tudott dobbanni.

Az összehúzódás közel sem volt annyira erős, mint egy valódi felnőtt patkány szívében tapasztalnánk, de a 2%-os hatás is végetlenszer több, mint a 0%, ráadásul ez még csak a kezdet. A kísérletet végző csapat reményei szerint 10 év múlva már átültetésre alkalmas emberi szívet is képesek lesznek így létrehozni. Persze kérdéses milyen vázzal, hiszen ha szó szerint a fent említett eljárást használnák, továbbra is szükség lenne egy donor szívére. Ezúttal azonban segítségünkre lehet, hogy a disznószív meglehetősen hasonló méretű és alakú mint a mi "ketyegőnk" (ezért is használják gyakran xenotranszplantációban), így minden valószínűség szerint, az emberi donorok kiküszöbölhetővé válnak.

Sőt, mivel az agyon kívül a fenti eljárás gyakorlatilag tetszőleges szervre alkalmazható (elvileg), az evidens orvosi alkalmazásokon túl talán az első lépést jelentheti Aubrey de Grey álma, az "elhanyagolható öregedés" (engineered negligible senescence) – kvázi örök élet – felé. Hogy ez egy jó és kívánt cél lehet/kellene legyen, az már más lapra tartozik…      

Ott HC, Matthiesen TS, Goh SK, Black LD, Kren SM, Netoff TI, Taylor DA (2008) Perfusion-decellularized matrix: using nature's platform to engineer a bioartificial heart. Nat Med doi: 10.1038/nm1684

A szexuális szaporodás elengedhetetlen feltétele, hogy két, ellenkező nemű gamétát hordozó egyed valamiféleképpen összehozza ezeket az ivarsejteket. Ehhez nem árt valamiféleképpen szinkronizálni a gaméták kibocsájtását, különösen, ha egyesülésüket nem segítjük elő a (mint a mi esetünkben) belső megtermékenyítés biztosította fizikai közelséggel.

Egyes csalánozó fajok, mint a képen látható Cladonema, ezt úgy oldották meg, hogy egyszerre bocsájtják ki ivarsejtjeiket, hajnalban ill. alkonyatkor. Az adott napszakhoz köthető ívás időzítését elvileg kétéleképpen lehet megoldani: vagy egy belső óra segítségével mérjük a hátralevő időt, vagy pedig érzékeljük az adott napszakra jellemző fényviszonyokat és ennek függvényében indul a "tánc".

A Cladonema feltehetőleg az utóbbi megoldást választotta és ezt azért gondoljuk így, mert az ivarszervei környékén különleges, opszin tartalmú sejtek találhatók. Az opszinok fényérzékeny molekulák, amelyek kialakulása minden valószínűség szerint szorosan köthető a többsejtű állatok "fényérzékelő szervének" (azaz szemének) megjelenéséhez. Ennek megfelelően elsődleges előfordulási helyük a különböző szemek fényérzékeny sejtjeiben (fotoreceptoraiban) van. S ez épp annyira igaz a csalánozókra (akiknek meglepően komplex szemük van), mint ránk, emberekre.

Ezért is különleges a Cladonema ivarszerv-specifikus opszinja, amely a szekvenciavizsgálatok szerint a csalánozó szem-specifikus opszinjaiból jött létre az evolúció során. Egyébként ez a medúza igen csak bőven ellátott opszinokból: Walter Gehring csoportja nem kevesebbet, mint tizenyolcat lelt benne, a legtöbb szerepéről . Vizsgálatuk egyetlen (nagy) hiányossága, hogy az opszin tartalmú sejtek ívásban betöltött szerepét ők is leginkább csak sejtik a pozíciójuk alapján, az igazi funkcionális vizsgálatok (még ?) hiányoznak. A minimum az lett volna, hogy az új opszinok spektrális tulajdonságait górcső alá veszik, hogy valóban a hajnali/esti fény aktiválja-e ezeket a fehérjéket, de sajnos erre nem került sor. Szóval reméljük, még lesz folytatás, mert a téma érdekes.  

Suga H, Schmid V, Gehring WJ (2008) Evolution and functional diversity of jellyfish opsins. Curr Biol 18(1): 51-55.