Nem, nem a filmre
gondolok. Ez most a “real thing”. Igaz nincs benne Travolta és Cage, de
ez nem von le semmit a hír értékéből. Pár hete már volt egy cikk a BBC News-on, hogy sebészek elvileg lehetségesnek tartják az arctranszplantációt, de ki gondolta volna, hogy ilyen hamar meg is csinálják.
Egy kutyatámadás miatt eltorzított arcú hölgy kapta a transzplantátumot
(a donor egy agyhalott hölgy(?)) Franciaországban. A film
annyiban nem igaz, hogy mivel a koponyák alakja is különböző, az új arc
nem fog a donorra sem hasonlítani. De azért kemény lehet: reggel
felkelsz és valaki más néz rád a tükörből… Nem véletlen, hogy
hangsúlyozzák a dolog etikai, pszichológiai vonzatait….

Jajj, izé, mea klumpa, ez majd lemaradt: madbal és serpico kollegák a Tilos tematikus-matematikus napján “evolúciós és etológiai modellekről és játékelméletről” csevegnek.

A kétoldali szimmetriájú állatok két nagy csoportra oszlanak, aszerint,
hogy az ősbélüreg (archenteron) nyílásából a szájnyílás vagy a
végbélnyílás alakul ki. Az előbbi csoportot Protostomiának (ez többé
kevésbé megegyezik az “ősszájúak” fogalmával), míg utóbbit
Deuterostomiának (“újszájúak”) nevezzük. (Van itt a levegőben néhány
örökérvényű poén, hogy a két csoport kölcsönösen minek tarthatja
egymást, de most inkább nem lőném le őket… ;-)) Az eddigi
genomprojectek adatainak egyik érdekes hozadéka, hogy a Protostomia
csoportba tartozó rovarok (Drosophila, háziméh) és fonalférgek (C. elegans) genomja kompaktabb és kevesebb intront tartalmaz mint a Deuterostomia csoporthoz tartozó a gerinces genomok. (Az intronok olyan, fehérjét nem kódoló szekvenciák, melyek a genomi DNS-ben a kódoló szekvenciák (exonok)
közé ékelődve vannak jelen, azonban az mRNS transzkripciója közben
kivágódnak a végső “termékből”, így a fehérje szintézis helyszínére már
csak a kódoló szekvenica kerül.) Erre két magyarázat létezhet: a
valamikori közös ősben (Urbilateria) kevés intron volt és a gerincesek
vonala szedett össze újakat, vagy a közös ősben sok intron volt, de a
rovarok valahogy elvesztették őket.

1. Ábra: A Platynereis intronjainak helyét összevetve más
állatok intronjaival, a legnagyobb megegyezést a gerincesekkel találjuk
(A). Hasonlóan, az emberi intronok helyzetét összevetve más állatokéval
a Platynereis genomja kiugróan magas hasonlóságot mutat a
Protostomia csoportban (B). (A szürke nyilakhoz tartozó csoportnevek
hasonlósági értékei azért magasabbak mint a csoport egyes tagjaiéi,
mert a csoportban fellelhető összes intront ábrázolják – vagyis durván
extrapolálnak a közös ős genomjára.)

Az aktuális Science egyik cikke a vitát az utóbbi magyarázat javára látszik eldönteni [1]. Egy tengeri gyűrűsféreg, a Platynereis dumerilii
exon-intron szerkezetét vizsgálva kiderült, hogy bár a Protostomia
csoporthoz tartozik, az intronok géneken belüli helyzete és átlagos
száma (7.8) sokkal közelebb van a gerincesekéhez (8.4), mint a
Protostomián belüli Ecdysozoa csoportban levő rovarokéhoz és
fonalférgekéhez (2.4-5.4). (1. Ábra) Gyorsan megjegyezném, hogy ez nem
azt jelenti, hogy az eddigi filogenetikai fák fabatkát sem érnek.
Ezeket az orthológ szekvenciák összehasonlítása alapján készítették és
igen megbízhatók. Itt mindössze intronok helyéről van szó és nem a szekvenciájukról. Így a Platynereis megmarad ősszájúnak, mégha az ebből a csoportból vizsgált fajok közül filogenetikailag is ő áll hozzánk a legközelebb.

A cikkből levonható legfontosabb következtetés az, hogy a közös
ősnek, az Urbilateriának, minden valószínűségel a gerincesekéhez nagyon
hasonló exon-intron szerkezete lehetett, s míg a rovarok evolúciója
során a genom igen gyorsan változott és kompaktabb lett, addig ez
bennünk és a tengeri gyűrűsférgekben ez nem következett be. Mi – ebből
a szempotból – kicsit lassúak voltunk és ezért egy primitívebb
állapotot tükrözünk ;-). A szerzők szavaival:

Platynereis and humans can be regarded as similarly slow-evolving representatives of protostomes and deuterostomes, respectively.

Az eredmény érdekes és természetesen kicsit meglepő,
ugyanakkor nem teljesen váratlan, mert már voltak jelek a komplexebb,
nagyobb genom ősibb jellegére- és a kompakt genomok későbbi
kialakulására vonatkozóan. Az egyik ilyen jel, hogy bár a gerincesekben fellelhető
Wnt fehérje 12 alcsaládjából 11 szintén megtalálható egy csalánozó
fajban (a csalánozók – pl. hidrák – körkörös szimmetriájúak, vagyis a
csalánozók és a kétoldali szimmetriájú állatok közös őse az Urbilateria
előtt létezett), a Nematostella vectensis-ben, a rovarokban csak hat alcsalád lelhető fel, azaz néhány elvesztődött a hosszú évek alatt [2]. Ráadásul úgy tűnik, hogy a Drosophila
olyannyira előrehaladt a nem létfontosságú DNS szekvenciák
kiszűrésében, hogy minden ami a genomjában maradt az szigorú szelekció
alatt van [3], és valójában szinte egyáltalán nincs fölösleges, ún.
“szemét DNS-e” (“junk DNA”), ami a neutrális evolúció fontos játéktere
és -szere lenne. Na, de erről majd valamikor máskor. 😉

[1] Raible F, Tessmar-Raible K, Osoegawa K, Wincker
P, Jubin C, Balavoine G, Ferrier D, Benes V, de Jong P, Weissenbach J,
Bork P, Arendt D (2005) Vertebrate-type intron-rich genes in the marine annelid Platynereis dumerilii. Science 310: 1325-1326.
[2] Miller DJ, Ball EE, Technau U. (2005) Cnidarians and ancestral genetic complexity in the animal kingdom. Trends Genet. 21(10): 536-539.
[3] Andolfatto P. (2005) Adaptive evolution of non-coding DNA in Drosophila. Nature 437: 1149-1152.

A restrikciós enzimek (a DNS-t megszabott szekvenciánál hasító
fehérjék) felfedezése óta a levegőben van, hogy a molekuláris biológia
“kátenpészt” ekvivalensével – azaz gének és szabályozó szekvenciáik
szabad kombinálásával – teljesen új feladatokra “programozhatunk” át
baktériumokat (és nemcsak). Ennek az egyik primitívebb (bár nem haszon
szempontjából) kivitelezése egy-egy különálló gén bevitele a
gazdaorganizmusba, lásd még: inzulin termelő baktériumok vagy a
genetikailag manipulált növényfajok.
Azonban összetett szignál
átviteli mechanizmusok beépítése, bár elvileg minden adott volt rá,
sokáig váratott magára. A jég az elmúlt
hónapokban látszott igazán megtörni, hiszen egyre több “biológiai
szenzorról” és más szintetikus biológiával előállított organizmusról
szóló hír jelent meg a populáris médiában. Az első csoportra jó példa
az a bakteriális “szenzor” (1. Ábra) amely bizonyos kémiai-gradiensek
érzékelésére alkalmas: a különböző koncentrációt különböző színek
kibocsájtására programozott bacik érzékelik [1].

1. Ábra: Az agar lemezre kétfajta baci
egyvelegét kenték fel: az egyik kisebb, a másik nagyobb AHL
(acil-homoszerin lakton, igazából indifferens, hogy mi ez) koncentráció
érzékelésére alkalmas. Mint azt a (b) és (c) mutatja, a riporter színek
könnyen felcserélhetőek, így a magas AHL koncentrációt (UV fényben)
előbb a zöld majd a piros szín jelzi. (A középen található “forrás” UV
fényben kékes színt bocsájt ki). [1]

A szintetikus biológia “műfajának” felpörgetése végett az MIT
diákversenyeket kezdett néhány éve rendezni biomérnökönek, először csak
házon belül, aztán egyre szélesebb körben. Az idei iGEM (intercollegiate Genetically Engineered Machine) versenyen már igazi nemzetközi mezőny indult a lehető legkülönfélébb projectekkel. Ezekből az egyik az eheti Nature-ben
publikálásra is került [2,3]. Az austini csapat egy biofilmet hozott
létre és nemcsak a klasszikus értelemben (vékony, élő sejtekből álló
réteg), hanem a dagerotípiák szellemében. A bakteriális genetika kis
házi kedvencét, az E. coli-t bütykölték tovább, és egy kékalga
fotoreceptorát fehasználva olyan kiméra transzmembrán fehérjét hoztak
létre, amely fény hiányában folyamatosan aktivál egy fekete színt
létrehozó fehérjét, azonban ha fény éri inaktívvá válik. Ezért a
bacikat kikenve egy agar lemezre és egy adott minát rájuk világítva a
minta hamarosan megjelenik a lemezen (2. Ábra). (Valódi intelligens
dizájn, kéremszépen… ;-)))

2. Ábra: A kiméra fotoreceptor (Cph8) fény hiányában egy hisztidin-foszfatázon keresztül aktiválja a fekete színt előállítő lacZ
gén átíródását, de fény hatására a folyamat inaktiválódik (a). Ezért a
bakteriális biofilmre vetített káp “lenyomata” látszani fog (c), sét
elméletileg akár különböző árnyalatok is megjeleníthetők valamilyen
szinten (d). [3]

A hosszútávú cél azonban sokkal magasabbra törőbb. Egy olyan katalógus létrehozása
ahonnan különböző műveletek elvégézésére alkalmas, egymással
kompatibilis gének és egyéb moduláris DNS darabok lennének rendelhetők.
Ezek segítségével aztán ugyanolyan egyszerűen lehetne biológiai
hálózatokat létrehozni mint ahogyan elektromos áramköröket bütykölünk
fizika órán. (Lehetne, de azért egyelőre még nem ilyen egyszerű a
helyzet, mint azt az iGEM több csoportjának esete is mutatja: a
biológiai rendszerek stochasztikusak, néha kiszámíthatatlanok, így
gyakran több próbálkozásba kerül egy-egy működőképes “bio-áramkör”
létrehozása, nem mindig triviális okokból – egyszerűen még számos,
hosszú ideje használt fehérjéről sem tudjuk 100% bizonyossággal, hogy
új körülmények között hogyan fog szuperálni.)
Mindenesetre kedves
gyakorló és leendő szülők lassan jobb lesz lelkileg felkészülni: a
Lego-Technik a múlté, lehet gyűjtögetni a SynthBio-Legóra… ;-))

[1] Basu S, Gerchman Y, Collins CH, Arnold FH, Weiss R. (2005) A synthetic multicellular system for programmed pattern formation. Nature 434: 1130-1134.
[2] Check, E. (2005) Synthetic biology: Designs on life. Nature 438: 417-418.
[3] Levskaya A, Chevalier AA, Tabor JJ, Simpson ZB, Lavery LA, Levy M, Davidson EA, Scouras A, Ellington AD, Marcotte EM, Voigt CA. (2005) Synthetic biology: Engineering Escherichia coli to see light. Nature 438: 441-442.

Mint arra a napokban Niles Eldredge, a pontozott egyensúly elméletének egyik atyja rámutatott a PLoS-Biology hasábjain, ha van a biológiának saját “éegyelőemcénégyzete”, akkor az jó eséllyel a Darwin által rajzolt első evolúciós fa lehetne.

Ez és hasonló finomságok kerültek kiállitásra az AMNH Darwin születésének kétszázadik évfordulójára rendezett kiállitásán. Ma, amikor elsősorban “molekuláris evolúcióról” beszélünk és szinte minden, a témához kapcsolódó előadásban DNS szekvenciák tömkelegét lebegtetik át a nézők szeme előtt, különösen érdekes megnézi, hogy hogyan is kezdődött az egész. A kiállitás Darwin személyes holmijain túl kéziratainak (és a hozzá közelállók neki cimzett leveleinek) egyik legteljesebb gyűjteményét vonultatja fel (amit a Cambridge egyetem “Darwin papers” projectjével együtt próbálnak digitalizálni), s ezek révén nyomon követhetjük Darwin gondolkodásának állomásait, hogyan lesz a fiatal teológusból az evolúció elméletének agnosztikus megteremtője (és hogyan befolyásolta vallásos nézeteit kislánya korai halálának személyes tragédiája). Egy biológus számára talán a legérdekesebbek az ún. “transzmutációs jegyetfüzetek” (Darwin a Fajok eredetének csak sokadik kiadásában használta először az “evolúció” szót, egészen addig a “transzmutáció” volt a bűvös betűkombináció) amelyek lapjain fokozatosan alakul ki az új gondolatvilág.
De ez az új gondolatvilág nem teljesen váratlan és előzmény nélküli. Darwin nagyapja, a liberális gondolkozású Erasmus Darwin már maga is hitt egyfajta korai evolúciós elméletben s ez nyilván hatással lehetett unokája világképére. Emellett, mint azt Frank Sulloway hangsúlyozza a Smithonian magazin ehavi számában, Darwint kortársai, John Gould és Joseph Hooker segitették hatalmas gyűjteményének pontos kategorizálásában (Darwin az elején a pintyfajait – melyek származásának pontos meghatározásához FitzRoy kapitány segitségét kellett igénybe vennie, ugyanis saját jegyzetei nem voltak elég pontosak – csak ugyanazon faj variációinak tartotta, a kor kreacionista gondolkodásának megfelelően).
Mindezek mellett két fontos dolog sugalmazódik a kiállitás által: egyrészt a ma méltatlanul kevésszer emlegetett biogeográfiai bizonyitékok kiemelkedően fontos szerepe az evolúciós gondolkodásmód kialakulásában, illetve az, hogy a “természetes szelekció” elméletéhez Darwin sokat meritett Thomas Malthus, angol politikai közgazdász, az erőforrások körüli emberi kompeticióról szóló nézeteiből.

De szintén érdekesek a személyesebb vonatkozású irományok, például Darwin reakciója Alfred Wallace váratlan levelére (amelyben az Indonéziában tartókodó ifjú naturalista gyakorlatilag a Darwinéval teljesen megegyező elméletet vázol fel), vagy amelyek a házassághoz és “minden példányok legérdekesebbéhez”, feleségéhez kezdetben fűződő, mai szemmel igencsak groteszk viszonyát tükrözik. Vagy éppen azok, melyekből kiderül, hogy milyen kevésen múlt, hogy ma az evolúció kapcsán a galapagosi pintyekről beszélünk a szigetek poszáta fajai helyett ;-).

A BBC News honlapján találtam néhány képet a napokban induló új David Attenborough sorozatról (“Life in the undergrowth“) és ezek alapján gugliztam el a sorozat honlapjáig. Nem tűnik rossznak, az héccencség … 🙂

Az egyik legismertebb amerikai tudományos újságíró, Carl Zimmer ír a blogjában az ausztrál Brian G. Fry legutóbbi kutatásáról, ami múlt héten került fel a Nature
honlapjára [1]. Fry különböző hüllők mérgeit tanulmányozza és ez
alapján jutott a felismerésre, hogy a méreg kiválasztás a kígyók
megjelenése elött meglévő hüllő-tulajdonság, amely ennek megfelelően
a kígyók testvér csoportjaiban is jelen van (mint azt a mellékelt ábra
is mutatja). (A kígyók mérgek területén mutatott kreativitása azonban
így sem lebecsülendő, hiszen a Serpentes ág kb. 17 máshol nem található méregfajta büszke tulajdonosának mondhatja magát.)

Amiért még szintén érdemes a fenti ábrán egy kicsit elmélázni, az az, hogy a Varanidae
csoportba beletartoznak a komodói sárkányok. A népi (és nemcsak)
bölcsesség márpedig azt tartotta ezekről, hogy harapásuk azért
veszélyes, mert erős bakteriális fertőzést okoz, ami halálos lehet.
(Nem tudom kiűzni a fejemből Koestler “A vakvéletlen gyökerei”-t, mert
épp szombaton az American Museum of Natural History (AMNH) hüllő termében levő kitömött óriásgyíkok előtt elmélkedtünk kineto kollegával arról, hogy egy ilyen megharap és jön a szepszis… ;-)) Mint az Aetiology
bloggere rámutat, a cikk alapján nem ilyen egyértelmű a helyzet, hiszen
a varánuszoknak is van mérge. S valóban, Fry a cikkben maga is utal rá,
hogy a komodói sárkány harapása perceken eblül hasító fájdalmat, erős
duzzadást, véralvadásbeli zavarokat és szédülést okoz, amelyek nem
bakteriális fertőzésre (ennyi idő arra nem is elég), hanem aktív méregre
utalnak.

[1] Fry BG, Vidal N, Norman JA, Vonk FJ, Scheib H,
Ramjan SF, Kuruppu S, Fung K, Blair Hedges S, Richardson MK, Hodgson
WC, Ignjatovic V, Summerhayes R, Kochva E. (2005) Early evolution of the venom system in lizards and snakes. Nature 2005 Nov 16; [Epub ahead of print]

Továbbra sem halad jól az intelligens dizájn (ID) mozgalom szekere. A napokban George Coyne atya ismét világossá tette, hogy szerinte az elmélet áltudomány (“Intelligent design isn’t science even though it pretends to be”)
és lassan eléri a tízezres nagyságrendet azon papok és lelkipásztorok
száma, akik a vallás valamint az evolucionizmus összeférhetősége
mellett teszik le a garast (Clergy Letter Project).
Sőt, Christoph Schönborn, bécsi érsek is kicsit világosabban fogalmazta
meg az ID-hez való viszonyát (bár azért engem egy kicsit a delphoi
jóslatokra emlékeztet nyilatkozata). Egyrészt bár szimpatizál az ID azon
alapgondolatával, hogy az élet komplexitása egy felsőbb tervező
jelenlétére utal, ezen gondolatmenetét (az ID mozgalommal szöges
elentétben) nem tudományra hanem ésszerűségre alapozza. A Reuters-nek adott interjújában
megismétli egyik nem túl régi kijelentését, miszerint a klasszikus kreacionizmus nem tudományos
elmélet és a keresztényénység kompatibilis az evolúció gondolatával

“The biblical teaching about creation
is not a scientific theory,” he said, restating a Catholic view that
contrasts with the literal reading of some conservative U.S.
Protestants opposed to Darwin. “Christian teaching about creation is
not an alternative to evolution.”

valamint azt is hangsúlyozza, hogy a Vatikán fenntartásai a neoDrawinizmussal szemben elsősorban filozófiai jellegűek:

“Although his reading on evolution has covered several scientific
disciplines, Schoenborn stressed his objections to neo-Darwinism were
essentially philosophical. Like his mentor Pope Benedict, he is deeply
concerned that materialism — the science-based view that matter is the
only reality — is crowding out religious and spiritual thinking in
modern man’s perception of the world. “It’s all about materialism,
that’s the key issue,” he said.”

Véleményének utóbbi része igen korrekt, hiszen az “értelmes
tervezettség” kérdését “névértékén”, azaz (vallás)filozófiai kérdésként
kezelve, a róla való vitát átemeli abba a paradigma-rendszerbe, ahova
való.

Előzmény: Habemus Designatorum?

Nemrég írtam
a koreai Woo-Suk Hwangról és őssejtekhez kapcsolódó munkájáról. Nos,
Hwang professzor újból a címlapokon szerepel, bár gyanítom, hogy
ezúttal lemondana a kétes megtiszteltetésről. Ugyanis ez alkalommal egy
továbbgyűrűdző botrány a híradások apropója.

Hwangot elég kemény kritika érte nemrég koreai kollegái és a
Koreai Bioetikai Társaság részéről, amikor kiderült, hogy néhány
kísérlete alapanyagául szolgáló petesejtek az egyik diákjától
származnak. Ez értelemszerűen összeegyeztethetetlenség (pl. nem lehet
egyértelműen kizárni, hogy az illető nem kényszer hatása alatt
“adakozott”, vagy nem kapott valamilyen más ellenszolgáltatást emiatt)
gyanúját veti fel, ami különösen ezen az etikailag amúgy is kényes
területen komoly probléma lehet. Bár Hwang a kritikát azzal hárította
el, hogy az egész a diák rossz angolsága miatti félreértésből ered [1],
a történet november 13-án újabb kanyarulatot vett. Mint arról az International Herald Tribune (IHT) beszámolt Hwang legközelebbi amerikai munkatársa, Gerald Schatten,
húsz hónap után váratlanul megszakította az együttműködést, arra
hivatkozva, hogy elképzlehető, Hwang hazudott neki etikai kérdésekben.
Hwnag rögvest mindennek a legalaposabb kivizsgálását ígérte.
Valószínűleg már ennek a kivizsgálási folyamatnak a részeként a Miz
Medi korház vezeto˝je, Roh Sung Il, hétfo˝n elismerte,
hogy húsz esetben
a kutatásban felhasznált petesejtek nem önkéntes adományból származtak,
hanem az adományozó nőknek fejenként 1440$-t fizetett értük. Ugyan az
adott időpontban a koreai bioetikai szabályozás ezt még nem tiltotta és
a
kórházigazgató, ismételten állítja, hogy minderről a petesejteket
felhasználó Hwangnak
(aki a cikkei végén a petesejteket mindig “önkéntes adományként
tüntette fel) nem volt tudomása, az igazi etikai dilemmát felvető
kérdésre (miszerint
származott-e a kutatásban felhasznált petesejt Hwang diákjától) nem
válaszolt. Bár a botrány (elvileg) a koreai
labor munkájának tudományos fontosságából nem von le, komoly jellembeli
hiányosságokra deríthet fényt.

Ugyanakkor minden éremnek két oldala van és néhányan már azt is
pedzegették, hogy Schatten nem feltétlenül azért szakította meg az
együttműködést Hwangékkal mert valódi etikai aggályai lettek volna,
sőt. Nevük elhallgatását kérő koreai embriológusokra hivatkozva a The Korea Times
arra utal egyik cikkében, hogy Schatten, miután minden lehetőséget
kimerítve kihasználta Hwangékat és megszerezte azon kísérletek adatait,
melyeket az USA jelenlegi szabályozó rendszere miatt saját maga nem
tudott elvégezni, elérkezettnek látta az időt, hogy dobja őket. Hwang
valóban nagyvonalú volt pittsburghi kollegájával, s így minimális
hozzájárulás mellett Schatten levelező társszerző lett például abban a
jelentős Science cikkben, amely a terapeutikus klónozás
elérhetőségét villantotta fel. Így amennyiben az őssejtek beváltják a
hozzájuk fűzött reményeket és a Karolinska Intézetben elérkezettnek
látják majd az időt, hogy ezt Nobel díjjal honorálják, a jelölő
bizottságnak nem lesz más választása, mint, mindkét levelező
társszerzőt jelölni (hiszen papíron egyformán sokat tettek a munkához).
Hogy ezeknek a vádaknak van-e valóság alapjuk, vagy csak a sértődöttség
mondatta a koreai kutatóval, előbb-utóbb kiderül.

[1] Mandavilli, A. (2005) Profile: Woo-Suk Hwang. Nature Medicine 11: 464.

Előzmény: Hwang