Napjaink sok indulatot kiváltó, biológiai vonatkozású támainak egyike az embrionális őssejtek kérdése. Az embrionális őssejtek, olyan sejtek amelyek közel végtelen osztódási képességgel rendelkeznek, és amelyekből még bármi lehet, azaz ha megfelelően noszogatjuk őket, különböző molekuláris koktélokkal, akkor a legkülönbözőbb sejttípusokká differenciálódhatnak. Viszont a differenciálódás folyamata során fokozatosan beszűkül az, hogy mivé is válhatnak, minden egyes lépés után egyre kevesebb és kevesebb sejttípust hozhatnak létre. Értelemszerűen bizonyos szempontból a közbülső állapotok is őssejtnek minősülnek, de a mindenre kapható, “totipotens” embionális őssejtekkel ellentétben ezek már csak “multipotens” őssejteknek minősülnek.
Mivel eleddig valódi embrionális őssejteket csak pár sejtes embriókból sikerült izolálni, napjainkban túlfűtött viták tárgyát képezi, hogy mennyire etikus a velük való kutatás, hány embrió elpusztítása engedhető meg több millió ember gyógyításának reményében. A szabályozás szinte országonként különböző, a nagyonszigorú amerikaitól, a nagyon megengedő dél-koreaiig terjed. A azonban közös, hogy fok kutató már egy kicsit belefáradt a magas röptű vitákba és örülne, ha létezne egy kevésbe vitatott technika embironális őssejtvonalak előállítására. Néhány ilyen ötletről, még a Hwang-féle őssejtbotrány kitörése előtt írtam, s a napokban látott világot egy egyelőre szintén igéretesnek tűnő kísérletsorozat.
Pár éve tele volt a tudományos világsajtó “transzdifferenciálódó” őssejtekkel, amelyekre mint az őssejt kutatás Szent-Gráljaira tekintenek, mert megkerülné (vagy mégsem, lásd a legvégén) a legnehezebb etikai kérdést, az embriók elpusztítását. A differenciálódás során előbb elkülönülnek a későbbi szaporító sejteket létrehozó őssejtek és a testünk többi sejtjéért felelős szomatikus őssejtek, majd utóbbiak létrehozzák a három csíravonalért felelős őssejteket. A három csíravonal (ektoderm, mezoderma, entoderma) mind jól meghatározható szerveket hoz létre, és köztük nincs átjárás, azaz pl. egy ektodermális őssejtből (normális körülények között) nem jön létre mezodermális szerv. De speciális körülmények között úgy tűnt, hogy mégis sikerül a lehetetlen és pl. csontvelői (mezodermális) őssejtekből idegsejteket (ektoderma) sikerült varázsolni. Ezt nevezték el transzdifferenciálódásnak és hatalmos felhajtás vette körül. Sorra jelentek meg a hasonló cikkek, mígnem jött egy hatalmas zakó: kiderült, hogy az összes addigi eredmény artefaktum volt. Mégpedig azért, mert csontvelői őssejteket embrionális őssejtek (ES) között tenyésztették (az elgondolás az volt, hogy utóbbiak biztos termelnek olyan anyagokat, amelyek az előbbiekből is ES sejteket csinálnak. Csak ami transzdifferenciálódásnak tűnt egyszerű sejtfúziónak bizonyult: a csontvelői őssejtek ősszeolvadtak az embrionálisakkal, tetraploid sejteket hozva létre, és ezek alakultak aztán idegsejtté megfelelő stimulus esetén. Sokk és horror, majd 4 évig nem is igen lehetett transzdifferenciálódásról hallani. Egészen múlt hétig, amikor egy csoport azzal állt elő, hogy a hímivarsejteket létrehozó őssejtek felhasználásával sikerült transzdifferenciációt megfigyelniük. A kísérlet ígéretes, mert egyrészt logikus, hogy a legkorábban differenciálódó sejtvonalat próbálják “visszalépésre” bírni, másrészt pedig nincsenek tenyész-sejtek, azaz a sejtfúzió gyanúja is ki van küszöbölve. Egyelőre még csak egerekben próbálkoztak, de a kövekező lépés a humán kísérletek lesznek, s ha beválnak, az kisebb Hawaii, mert legalább az emberi populáció (hím) fele esetében lehetséges lesz testre szabott őssejtvonalakat létrehozni.

A transzdifferenciálódás a Vatikán szerint is teljesen etikus, akkor mi is az amiért egy kicsit én mégis zsémbeskedem? Mint az logikusan látszik transzdifferenciálódáskor a sejtek vissza kell kerüljenek egy “totipotens” fázisba. Márpedig az én értelmezésemben, ez olyan mintha a kísérleti alanyt klónoznánk: elvileg (gyakorlatilag nem ilyen egyszerű) ebből a totipotens sejtből a donor klónja lenne létrehozható. Így aztán transzdifferenciációkor kis túlzással igazából a hagyományos embrionális őssejtkutatás kritikusainak két mumusa is végrehajtásra kerül: embert klónozunk, és még el is pusztítjuk. Így aki a transzdifferenciációt elfogadja, de a másik két eljárást nem, az egy kicsit hipokrita helyzetbe kerül. (Hangsúlyoznám, hogy szerintem, de meggyőzhető vagyok, hogy miért nincs is így esetleg.)

---

Guan, K, Nayernia, K, Maier, LS, Wagner, S, Dressel, R, Lee, JH, Nolte, J, Wolf, F, Li, M, Engel, W, and Hasenfuss, G. (2006) Pluripotency of spermatogonial stem cells from adult mouse testis. Nature doi:10.1038/nature04697

Az elmúlt hetek túlhajtott búlvár-influenza mániája után, álljon itt egy kis valódi érdekesség.
Legutóbb arról írtam, hogy a H5N1, bár jelenlegi formájában emberre még nem kifejezetten veszélyes, de alamuszi módon úgy evolválódhat, hogy lassan-lassan összeszedi azokat a mutációkat, amelyektől pandémikus törzzsé változhat. Az eheti Science és Nature hasábjain párhuzamosan jelent meg két tanulmány, amelyek fiziológiásan is magyarázatot nyújtanak arra, hogy a jelenlegi vírus miért nem nagyon fertőző.
A szárnyas influenza nem egy ritka dolog, elsősorban a kacsák szeretik elkapni, de egy dologban mindenképpen különbözik az emberitől: szárnyas barátainkban gyakran emésztőrendszeri megbetegedést okoz. Mégpedig azért, mert az emésztőrendszerük sejtjeinek felületén egy speciális sziálsav (egy sejtfelszíni cukor) kombináció expresszálódik (SA2,3Gal), amelyhez a H5N1 előszeretettel kötődik. Amint arra a Nature-ben publikáló japán csoport rájött, ez a sziálsav kombináció az emberi légutaknak csak a legmélyén, a tüdőszövet sejtjeiben lelhető fel. A klasszikus humán influenza törzsek pont abból nyerik a virulenciájukat, hogy a könnyebben “elérhető” felső légutak sejtjeit fertőzik meg, ellenben itt, egy kicsit különböző cukor kombó lelhető a sejtek felszínén, a SA2,6Gal. Ez a különbség pedig épp elég ahhoz, hogy a vírus, jelenlegi formájában ártalmatlan legyen rájuk nézve. Ezt támasztja alá a holland kutatók eredménye is, akik azt mutatták ki, hogy a H5N1 szinte kizárólag csak az alsó légutak sejtjeit támadja meg.
És, hogy mi a tanulság? Hát, hogy egyelőre nincs ok a pánikkltésre. Meg az is, hogy a H5N1 jelenlegi formái ellen készített oltóanyagok max. a szárnyasoknak és a közelükben élőknek nyújthatnak védelmet, de ha egyszer kialakul majd az emberre veszélyes pandémikus törzs, az ellen koránt sem biztos, hogy védelmet tudnak nyújtani, hiszen azt már nem H5N1-nek fogják nevezni…

---

Shinya, K, Ebina, M, Yamada, S, Ono, M, Kasai, N, and Kawaoka, Y (2006) Avian and human flu viruses seem to target different regions of a patient’s respiratory tract. Nature 440: 435-436.
van Riel, D, Munster, VJ, de Wit, E, Rimmelzwaan, GF, Fouchier, RAM, Osterhaus, ADME, and Kuiken, T (2006) H5N1 Virus attachment to lower respiratory tract. Science 23 March 2006: 11255481.

Legalább is PR szinten mindenképpen. Ugyanis Tasiék utóbbi akciója némi érvényt ad ennek a kritikának.

Ha pedig már furcsa ősgyíkokról esik szó: a Sharovipteryx mirabilis-t ugyan már bő harminc éve írták le, de egy kicsit még mindig misztikus. Ugyanis a pteroszauruszok ezen távoli és ősi rokona olyan “szárnnyal” rendelkezett, amely elsősorban a hátsó lábaira feszült rá és így egy “delta” alakú vitorlázó felületet hozott létre. A kérdés, hogy mi volt a mellső végtagokon, és mivel a kövület ezen része kevésbé részletesen örződött meg, számos ötlet született erre. A legfrissebb, ahol különböző aerodinamikai paramétereket is igyekeztek figyelembe venni egy már-már Concorde formájú gyíkot vizionál, amelynek a mellső lábain levő kis vitorla segített a manőverezésben, hasonlóan a canard-típusú repülőgépekhez.

A Sharovipteryx mirabilis repülőfelületének rekonstrukciója: (a) Sharov (1971), (b) Gans et al. (1987), (c) Wellnhofer (1991) és (d) az aktuális cikk szerzői szerint. A lépték 20 mm.

---

Dyke, GJ, Nudds, RL, and Rayner JMV (2006) Flight of Sharovipteryx mirabilis: the world’s first delta-winged
glider. J Evol Bio (in press) doi:10.1111/j.1420-9101.2006.01105.x

Az AMNH kutatói által leírt új dinoszaurusz a maga nemében rekorder: a teljes testhosszhoz viszonyítva a leghosszabb nyakat tudhatja magáénak. A Titanosaurusokkal rokon Erketu ellisoni maradványai a góbi sivatagból kerültek elő, s a közel 8m hosszúságú nyak a testhossz bő egyharmadát tette ki. A hosszú nyak biztosított előnyöket (pl. magasan levő lombkoronák elérése), de hátrányokkal is járt: viselése komoly megterhlést jelentett a szervezetre. Éppen ezért olyan változások figyelhetők meg, amelyek könnyebbé tették a viselője életét: a csigolyákban légkamrák voltak és a nyak hosszán egy vastag ínszalag futott végig ami fokozta a merevségét, ezáltal kevesebb izommunkába került egyenesen tartani.

Legalább is ezt sugallja a Nature beszámolója szerint kanadai és floridai kutatók eredménye. A klasszikus pánspermia elmélet szerint, a Földi élet az űrből a meteoritokkal bolygónkra érkezett primitív organizmusokból ered. Ezt a gondolatmenetet fordították ki az említettek, azt vizsgálva, hogy pl. a Kréta végi hatalmas meteorit becsapódása során az űrbe kerülő anyag milyen eséllyel juttathatott el élő baktériumokat naprendszerünk azon égitestjeire (pl. a Szaturnusz Titán nevű holdjára, vagy a Jupiter Európájára), amelyek mai tudásunk szerint olyan körülményekkel rendelkezhetnek (valahol mélyen a jégtakarójuk alatt), amely esélyt adna a Földről érkező potyautasok számára a túléléshez. Az eredmények meglepőek: feltehetően 1:10.000-hez az esélye, hogy egy baktérium az eredeti becsapódás túléléséhez (ami milliós egyedszám mellett nem is rossz), ill. az ún. Chicxulub kráter kialakulását követő 5 millió évben közel 100 földi eredtű meteor csapódhatott az Európába, és kb 30 a Titánba. Már csak az marad a (nyitott) kérdés, hogy a nem éppen finom landolást is túlélhetnék-e a mikroorganizmusok? Mindenesetre, ennek fényében, ha az említett holdakon talán egyszer DNS alpú élet nyomaira bukkannánk, erősen valószínűsíthető lenne, hogy kialakulását a Földünkről érkező palackposta katalizálhatta valamikor….

Ez a neve annak az ősi pingvinfajnak amely a napokban megjelent cikk tanúsága szerint úgy 62 millió évvel ezelőtt Új Zéland partjait taposta. És amitől igazán érdekes, az hogy ez egy valódi “átmeneti fosszília”, csendes tanúja annak a változásnak, amely során egy szárnyait repülésre használó ősből kialakultak a mellső végtagjaikat már csak úszásra használó pingvinek. Azért írhatom ezt, mert a jól megőrzött csontváz(ak)on jól látszik, hogy a szárny szerkezete lehetővé tette, hogy az “könyökben” hajlítható legyen, hasonlóan a madarak többségéhez, de ellentétben a ma is élő pingvinekkel, amelyek erre képtelenek. Ettől eltekintve, mint a mellékelt ábra is mutatja, a Waimanu kétségtelenül egy két lábon járó és úszásra specializálódott madár, amelyett a csonttani vizsgálatok meggyőzően sorolnak egy kalapba mai “frakkos” társaikkal. (A téma iránt bővebben érdeklődők zámára itt egy októberi NYTimes cikk Carl Zimmer-től a pingvinek kialakulásáról.)
Egy ősi pingvin már önmagában is érdekes, de a szerzők tovább mennek és a csontvázakat felhasználva a mitokondriális óra finomhangolására, ma élő madár fajok mitokondriális genomjainak összehasonlításával viszonylag pontosan meg tudták határozni (hasonló elven, mint pl. a mamut-rokonság vizsgálata esetén), hogy mikor is kezdődött a modern madarak radiációja, azaz a sokfajta modern madárfaj kialakulása. Az eredmény ezt a felső Kréta idejére teszi, ami azért is érdekes, mert ezek szerint pár millió évig a modern madarak (Neornithines) ősei, illetve az ezek testvércsoportját alkotó archaikus madárfajok közösen népesítették be az eget a pteroszauruszokkal (repülő hüllőkkel). Kemény verseny lehetett a levegőbeli nichek megszerzéséért, és akár ez a verseny is okozhatta a pteroszauruszok illetve archaikus madarak hanyatlását/kihalását. Ugyanis a modern madarak csontozata gyorsabban nőtt, mint az említett két csoportba tartozó, hasonló méretű társaiké, ez pedig evolúciós előnyt biztosíthatott: a fiokák hamarabb nőttek fel és lettek önellátóak. Ez a verseny lehet a magyarázata annak, hogy a felső Kréta idején fokozatosan eltűnnek a kis és közepes (azaz a madarakkal kb. egyforma méretű) pteroszauruszok, és csak óriási 11 méteres szárnyfesztávolsággal rendelkező társaik maradnak meg. (Őket később a Kréta és Harmadkor határán bekövetkező lehűlés búcsúztatta el, amelyet a Yucatán félszigetbe csapódó meteor okozott.)

---

Slack KE, Jones CM, Ando T, Harrison GL, Fordyce RE, Arnason U, Penny D (2006) Early Penguin Fossils, plus Mitochondrial Genomes, Calibrate Avian Evolution. Mol Biol Evo, preprint in advance of publication.

És akkor BioLego után egy kis DNS-origami.
Az elmúlt évtizedek eredményei alapján már sokat tudunk a DNS göndörödéséről, bodorodásáról s egyéb fizikai tulajdonságairól, és az új technológiáknak köszönhetően már koránt sem ördöngösség hosszabb-rövidebb, tetszőleges szekvenciájú DNS szálakat szintetizálni. A CalTechen dolgozó Paul Rothemund ezeket felhasználva jópofa két dimenziós ábrákat hozott létre DNS-ből.
Kiindulásként az M13 bakteriofág (bakteriális vírus) jól ismert egyszálú DNS-ét használta, amit a tervezés időszakában előbb tetszés szerinti alakzatokba hajtogatott össze. Ezt követően, megtervezte a rövid komplementer szakaszokat, mégpedig úgy, hogy azok gyakran az M13 szekvenciából hajtogatott szerkezet szomszédos íveihez csatlakozni képes szekvenciából álltak, így extra stabilitást biztosítva a szerkezetnek. Mint a mellékelt ábra is jól mutatja a létrehozható formáknak szinte csak a képzelet (meg a DNS hossza) szab határt.

És ami az extra hab a tortán: a fenti technikát különböző DNS-jelölési eljárásokkal lehet társítani. Így egyrészt tetszőleges formákba “beleírhatunk” (a nem megjelölt bázipárok digitális “0”-ként, míg a jelöltek digitális “1”-ként használhatók), de a DNS bázisokat speciális “kapcsokkal” is fel lehet szerelni, amelyek az említett 2D-s struktúrák szabályos kapcsolódását teszik lehetővé (lásd az alábbi képen a háromszögeket). És innen kezdve a határ tényleg a csillagos ég: tetszőleges 3D-s szerkezetek is könnyen elérhetők.
Hát igen, ez végre valóban emlékeztet arra, amit “nanotechnológia” néven hirdetnek már évek óta…

---

Rothemund, PWK (2006) Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns. Nature 440, 297–302.

A Nature hírblogjában szúrtam ki: a University of Illinois egy biofizikus csoportja sikeresen szimulált egy teljes dohánymozaik vírust. Hogy nem hangzik elég izgalmasan? Mondon egy teljes dohánymozaik vírust, tokkal-vonóval, mind a 1 millió+ atomjával, illetve a benne levő vízatomokkal. Az összes kölcsönhatás, femtoszekundumos felbontásban. Kemény, nagyon kemény, még akkor is, ha egy szemvillanásnyit (20.000 femtoszekundum) fut csak a szimuláció…

Ma újabb információval lettem gazdagabb. Lehet, hogy már régebben is ott volt, csak nem tűnt fel, de most kiszúrtam, hogy Tasi az ÉRTEM honlapján az alábbi módon (is) reklámozza a legújabb, nekem címzett levelét:

Szóval én egy sötét sikátorokban bujkáló ellenforradevolucionista vagyok, akik ártatlan ID-seket ijesztget. Ehhez képest minden létező emlékem szerint, a vita úgy indult, hogy úgy egy éve kaptam egy levelet Tasitól…
Mondjuk, bárcsak ez lenne a legnagyobb tévedése… ;-)))

És ha már kritika, akkor meg kell jegyezzem, hogy az utóbbi napok frissítései ellenére még mindig nem sikerült helyet szorítani a doveri bukta hírének az ÉRTEM honlapon. Bár az elmúlt hetek magabiztos hiperaktivitását nézve (záptojás kampány, OM-nek írt levél), lehet, hogy még nem jutott el hozzájuk a hír, hogy dédelgetett érvrendszerük első megmérettetésén igen csúnyán elvérzett… ;-))