Immunrendszer evolúció

Az talán már közhely-szintű, hogy az egyes emberi populációk földrajzi elterjedése és bőrszínük változatossága közt a szelekció teremt könnyen megfogható kapcsolatot: a világosabb bőrszín több D vitamin termelést biztosít, de kevésbé véd az UV-B sugárzástól, így csak ott alakulhatott ki, ahol a napsütés kevésbé volt intenzív. Az immunrendszerünk épp olyan jelleg, mint a bőrszín, így ugyanúgy az adott földrajzi környezet körülményei alakítják milyenségét.

Gondolhatunk itt például arra, hogy attól függően, hol milyen betegségek őshonosak, attól is függ, hogy egyes immungéneknek milyen alléljai gyakoriak. Konkrétabban nem is akármilyen immunogénről van szó, hanem a fő hisztokompatibilitási komplex (MHC) génjeiről. Utóbbiak olyan fehérjéket kódolnak, amelyek az immunsejtek felé képesek a szervezetet támadó patogének darabkáit bemutatni, így aktiválva a sejtes immunválaszt. Az MHC-t kódoló gének a szervezet legpolimorfabbjai közé tartoznak, közer ezer alléljuk ismert és ennek függvényében külön érdekes, ha ilyen-olyan okból egyes területeken egyik, vagy másik allél domináns szerephez jut.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Egy halál folyamatábrája

Az új generációs szekvenáló készülékek megjelenésével a genom szekvenálás ára egészen elképesztő módon bedőlt. Így olyan kísérletek váltak lehetővé, amelyekről korábban csk álmodni lehett: míg az első emberi genom megszekvenálása milliárd dolláros fényűzés volt, ma már néhány ezer dollárból teljes genomokat határoznak meg.

Az egyik fontos csapásirány természetesen a különböző genetikai okokra visszavezethető betegségek kialakulása mögött rejlő DNS változások feltéképezése. És itt nemcsak a klasszikus mendeli betegségekre tessenek gondolni, hanem egy olyan “csendes” gyilkosra is mint a leukémia.

A leukémia a rák egyik formána, ahol a vérképző őssejtek (HSC) kattannak be és kezdenek korlátok nélkül osztódni. Az elváltozás hátterében olyan gének mutációi állnak, amelyek egyébként a pontos sejtosztódást szabályoznák. Ha ezek elromlanak a sejt előbb nyakló nélkül osztódni kezd, s mivel minden osztódás egyben DNS másolással is jár, ami szintén növeli az esélyét annak, hogy újabb hibák, mutációk csúsznak be, csak idő kérdése, hogy létrjöjjön a káros, terjeszkedésre (metasztázisra) képes, kvázi elpusztíthatatlan daganat.

A betegség tanulmányozására költött számolatlan pénznek annyi haszna volt, hogy már eddig is világos volt, több mutáció szükséges, ahhoz, hogy egy rákos transzformáció bekövetkezzen. De csak most jutott oda a technológia, hogy ezt szinte lépésről-lépésre követni tudjuk, egy beteg tumorát a betegség különböző fázisaiban vizsgálhatjuk bázispárnyi pontossággal.

A mellékelt ábrán az látható, hogy miként változott egy leukémiás (AML) beteg rákos sejtpopulációjának összetétele a kór lefolyása alatt. Jól megfigyelhető, hogy a kezdeti daganatot egyetlen klón sejtjei alkotják: a szürke szín jelzi azokat a kezdeti mutációkat, amelyeket a kezelésre érkező beteg összes malignus sejtjében észleltek. Aztán fokozatosan újabb mutációk is kialakultak, amelyet a további színek jeleznek. Ezek közül egy (a lila) előnyt biztosított a daganaton eblül, így az ezt is hordozók többségbe kerültek. De aztán jött a kemoterápia, ami sikeresen kiírtotta ezeket a sejteket, és megcsappantotta a másik két (sárga és narancs) mutációt hordozó populációt is. De kiírtani utóbbit nem tudta, így csak idp kérdése volt, hogy ezek közt megjelenjenek a rezisztenicát biztosító mutációk (piros), amelyekkel már a terápiák nem tudtak mit kezdeni így a diagnózis után két évvel a beteg elhunyt.

Természetes szelekció folyt itt, egy szervezeten, sőt ott is egy daganaton belül. A maga, mi szemszögünkből könyörtelen, de egyszerű logikája szerint tette a dolgát: mutációk jöttek létre, és amelyek jobb fennmaradást, hatékonyabb osztódást biztosítottak, azok rögzültek is. Végül persze a tumor a saját halálát is okozta, hiszen gazdája halálával neki is vége lesz, de ahogy kint, “nagyban”, úgy itt bent kicsiben is igaz: a szelekció nem tervez, nem lát előre, csak az ott és akkor mérhető előnyöket favorizálja.


Ding L, Ley TJ, Larson DE, Miller CA, Koboldt DC, et al. (2012) Clonal evolution in relapsed acute myeloid leukaemia revealed by whole-genome sequencing Nature doi:10.1038/nature10738

Meta mimikri

Hogy egy-egy oktopusz képes utánozni vízbe esett növényeket, kókusz-diót, tengeri kígyót, vagy épp lepényhalat az önmagában is a mimikri fajsúlyosabb példájának tekinthető, ha azonban egy hal, a mimikriben jeleskedő nyolclábút kezdi utánozni, már aligha maradhat más jelzőnk rá, mint a “meta”.

Márpedig a jelek szerint a nem túl jól úszó Harlequin állkapocshal (Stalix histrio) épp ilyesmire képes a mimikrijéről híres Thaumoctopus mimicus közelében .

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Mire jó a GMO? 0. Pókselyem lepkéből

A biológia sajátos ága a biotechnológia, elvégre szép dolog a természet titkainak megfejtése, de még szebb, ha pénzt is sikerül csinálni belőlük. A selyem fontos ipari nyersanyag, amit a selyemlepke (Bombyx mori) gubójából nyerünk jó pár ezer éve. Azonban selymet nem csak a lepkék képesek előállítani, a pókok is termelnek selymet, ami sokkal erősebb is, mint a selyemlepkéből nyerhető szál, ez a pókokból ki is nyerhető kis mennyiségben, ám a pókselyem ipari felhasználásával már háromszáz éve kísérleteznek hiába, azon egyszerű oknál fogva, hogy a pókokat sokkal nehezebb szaporítani mint a selyemlepke hernyóit. Nyilván a pókok állati takarmányt igényelnek, a selyemlepke hernyói eperfaleveleken is elvannak, a pókok viszonylag nagy saját területet őriznek, míg a hernyók jól bírják a tömeget, így pókselymet csak hajmeresztően drágán lehet előállítani. Úgy tűnik erre a háromszáz éves problémára találtak megoldást Florence Teulé és munkatársai: Egyszerűen a pókselymet alkotó fehérjéket kódoló géneket juttattak a selyemlepke genomjába, a pókselyem fehérjéi beépültek a lepke selyemszálaiban, ami így a szokásos hernyóselyemnél sokkal erősebb szálat eredményezett.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A méhcsalád-összeomlás és a Nosemák

Ha a méhcsalád-összeomlás okait keressük, újra és újra előbukkan a Nosema név, mint az egyik nagyon komoly gyanúsított. Érdemes kicsit jobban körüljárni, mivel a Nosémákból is egy izgalmas történet rajzolódik ki.

A Nosémák a Microsporidia csoportba tartoznak, vagyis eukarióták, ám szokatlanul apró genommal rendelkeznek, általában sejten belüli élősködők. Méhekben eddig két fajukat írták le, az Apis mellifera, vagyis a mézelő méh élősködője a Nosema apis, az Apis ceranae élősködője pedig a Nosema ceranae. A Nosema apisról messze több ismerettel rendelkezünk, hiszen ez a mézelő méh kórokozója, mint ilyen gazdasági jelentőségű, ráadásul időtlen idők óta ismert méhbetegség. Általában nem különösebben virulens, bár képes legyengíteni a méheket. Szájon át fertőz, a fertőzött méhek ürülékével a külvilágba kerülő spóráik fertőzik az egészséges méheket. Kérdés, hogy mi köze lehet egy évtizedek óta ismert kórokozónak az elsőként 2006 -ban észlelt méhcsalád-összeomláshoz?

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Vízipoloskák és Hox gének

Homebox géneket szeretni már-már klisé szinten sztereotipikus egy fejlődésbiológustól, ugyanakkor tény, hogy a leglátványosabb mutációkért és evolúciós változásokért felelős géncsaládot nem lehet nem elismerni. Ennek megfelelően időről-időre mi is lerovunk néhány tiszetelkört a batesoni homeotikus mutációk genetikai mibenlétét biztosító DNS szakaszok előtt.

A Hox gének külön érdekes szerepet játszottak az ízeltlábúak evolúciójában, ahol a szájszervek alakja, a szárnyak helyzete és a potroh láb-nélkülivé válása egyaránt nekik köszönhető.

Ugyanakkor, paradox módon az utóbbiak esetében (azaz a potroh végtag-mentességét biztosító poszterior Hox gének, az ubx és abdA esetében) az utóbbi évek egy új, a végtagok hosszát befolyásoló funkiót is feltártak.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Bakteriális terepruha

Pár héttel ezelőtt már vázoltam, hogy miért is fontos, hogy egy tintahal ne takarja ki a fényt úszás közben, elárulva ezáltal saját pozícióját, az alatta portyázó ragadozóknak.

Akkor a legevidensebbnek tűnő megoldást ismertettem: ha sikerül többé-kevésbé átlátszóvá válni, akkor kiszúrható árnyék sem jön létre.

Persze nem minden faj feltétlen híve az “üvegtest” programnak, így más megoldásokat is ismerünk. Az egyik, kommentek közt is előkerülő, a hawaii kurtafarkú tintahal (Euprymna scolopes) nevét égette bele a tudománytörténetbe.

A szóbanforgó tintahal egyáltalán nem átlátszó, viszont hasi oldalán egy specilizált “fény-szervet” hordoz, amivel biolumineszcens fényt állít elő.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Budapest Science Meetup – December

Az év utolsó meetupja jövő szerdán este hétkor, az új helyszínen, a Vízraktérben. Gyertek!

Személyre szabott orvoslás a közösségi média világában
Meskó Bertalanhttps://twitter.com/Berci http://webicina.com

A közösségi média az orvoslásban is teljesen átformálta a kommunikációt. Betegek online keresnek információt, orvosok Google Docs-on kollaborálnak és publikálnak, Twitteren tesznek fel szakmai kérdéseket. A közösségi média orvosi részében más szabályok uralkodnak, ráadásul a genomika, a személyre szabott orvoslás térnyerésével egyre nehezebb ezeket a szabályokat figyelemben tartani és a beteg, az e-páciens egyenlő partnerként egészen más törődést igényel orvosától, mint amit ők eddig megszoktak. A web 2.0 orvosi felhasználásait, gyakorlati példáit sztorikon keresztül érdemes bemutatni egy genomikai csavarral, melyben feltárulnak a saját génjeink is.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

Tollas dínók és madarak

Régi olvasóink tudják, hogy a tollas dínó – madár kapcsolat feszegetése az egyik nagy vesszőparipánk. primavis kolléga legutóbb az ikonikus Archeopteryx apropóján demonstrálta, hogy ugyan a madár – dinoszaurusz rokonság létező dolog, de minden jel szerint nem egészen úgy, ahogy azt a populáris irodalom szereti felhozni, azaz a madarak maguk nem dinoszaurusz-leszármazottak.

A tucatnyi poszt és számolatlan karakter ellenére, most mégis olyan aspektusát tárjuk fel a madár – dínó kapcsolatnak, amiről eddig nem szóltunk: egy gasztronómiait.

Arról van szó, hogy egy nemrég előkerült Microraptor gui fosszília (egyébként Kínából, de ennek ma már nincs hírértéke) gyomrában felismerhető formában fennmaradt az utolsó vacsorája, ami minden létező jel szerint nem volt más mint egy valódi madár.

A Microraptor egyébként szintén visszatérő vendége blogunknak, volt már itt róla szó korábban is,különleges megjelenésének köszönhetően: kvázi négy szárnya volt, mert a lábain is hosszú evezőtollak voltak, így ősi kétfedeles vadászgépként hasíthatta egykor a levegőt. Már ha valóban repült, mert erről azért volt egy kis vita, ami azzal zárult le, hogy valószínűleg igen, de csak passzívan vitorlázgatott az ősi erdők lombkoronájában.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A méhcsalád-összeomlás és a méhgyógyszerek

Hogy mind a mai napig nem sikerült rátalálni a méhcsalád-összeomlás okára, azt jól mutatja, hogy négy napja közöltek egy cikket, ami a legújabb elméletet vázolja, vagyis megkísérli megmagyarázni mi okozza a méhcsalád-összeomlást, vagy CCD -t.

Nyilván a méhcsalád-összeomlás kezdetekor a különböző rovarirtók az elsők voltak a gyanúsítottak sorában, de azóta sem sikerült egyikről sem kimutatni, hogy a jelenség oka lenne, annak ellenére, hogy különböző vizsgálatokban százhúsznál is több irtószert mutattak eddig ki méhkaptárakból. A szerzők elképzelése az, hogy nem egyes permetszerek a felelősek a pusztulásért, hanem két-három szer egymás hatását erősítve válthatja ki a méhcsalád-összeomlást. A többsejtűek körében általánosan elterjedtek az ABC transzportrendszerek, amelyek az idegen anyagokat távolítják el a sejtekből. Ezek jól ismertek például emberekben, a daganatsejtek kemoterápiás szerekkel szembeni ellenállása is gyakran ezeken alapul. Azonban ezen MDR (Multiple Drug Resistance) transzportfehérjék működése méhekben tökéletesen ismeretlen. Annyit tudunk róluk, hogy a Malpighi-edényekben, a kutikulában és a középbélben is működnek, a szervezetbe került mérgeket, többek közt a különböző irtószereket választják ki. A méh genomban megtalálhatóak ezen MDR fehérjék kódoló génjei, amik vélhetőleg hasonlóan működnek, mint a jobban ismert ízeltlábúakban például az ecetmuslicában található ortológjaik.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….