Az, hogy agyunk befolyásolja a társas viselkedésünket (is)
közismert, de vajon szabályozhatja-e társas viselkedésünk az agyunk
működését? Erre keresi a választ Russ Fernald, aki tegnap tanszékünkön tartott egy rövid előadást.
A kérdés vizsgálatához olyan modell organizmusra van szükség, amely
viszonylag egyszerűen vizsgálható, ugyanakkor komplex szociális
viselkedéssel rendelkezik, ezért esett Fernaldék választása egy
Tanganyika tóból származó bölcsőszájú halra, a Haplochromis burtoni-ra.

A H. burtoni hímjeinek domináns (T) egyedei feltünő
színezettel, jól fejlett ivarszervekkel és saját kis teritóriummal
rendelkeznek, míg a szubordináns (NT) hímek mindezeknek híjján vannak,
külsejükben teljesen megegyeznek a nőstényekkel. A dominancia
gyakorlatilag kizárólag a méret alapján jön létre, a nagyobb halak
dominánsak lesznek, a kisebbek (értelemszerűen) nem. Azonban ez a
hierarchia egyáltalán nem bebetonozott, sőt igen dinamikusan változó: T
hímből bármikor válhat NT hím és vice-versa. (Ez már csak azért sem
ritkaság, mert a domináns hímek érdekes módon lassabban növekednek a
szubordináns hímeknél, így viszonylag gyakran fordulhat a kocka.) A
társadalmi státusz megváltozása azonban magával hordozza a
viselkedésbeli- és élettani tulajdonságok megváltozását is, melyek
közül néhány (ivarszervek méretének növekedése vagy csökkenése) hetekig is eltarthat, mások azonban
percek alatt bekövetkeznek. A dominánsból szubordinánssá vált hím
szinte egyből elveszti színezetét és agresszív területvédő viselkedését
(bár ezek teljes elvesztése igazából hetekig tart, ugyanis amikor a
terület új ura nincs a közelben, a trónról letaszajtott egy kicsit
legénykedik még azért; hiába, nehéz belenyugodni a dicsőség elmúlásába
… ;-)). És természetesen fordított esetben megjelenik a színezet és
agresszív viselkedés.

A kérdés tehát adott: mi játszódik le a hal fejében (szó szerint)
ilyenkor? Mivel gerincesekben a párzási viselkedés egyik fontos
szabályozója a hipotalamuszban keletkező gonadotropin termelést serkentő hormon (GnRH) Fernaldék először ezt vizsgálták meg T és NT hímekben. A H. burtoni-ban
előforduló három GnRH közül csak egyik esetében fedeztek fel
különbségeket: bár a GnRH1-t termelő sejtek száma azonos volt a
különböző egyedekben, méretük mintegy nyolcszor nagyobb volt a T
hímekben. A sejtméret változása T->NT átmenet estén 3 hetet,
fordított esetben 1-2 hetet vett igénybe [1].
Mivel azonban az első fiziológiás változások hetek helyett percek alatt
lejátszódnak, valószínűtlen, hogy a GnRH1 lenne értük a felelős. A
kulcsmolekula feltehetően egy, az idegrendszer plaszticitásában is
fontos szerepet játszó transzkripciós faktor, az egr-1. Ez azért látszik ésszerű magyarázatnak, mert a szociális ranglétrán betöltött hely változása az egr-1
mRNS szintjét is befolyásolta (kb. 20 percen belül) , sőt általában a
GnRH1-t termelő sejtek környékén növekedett meg a szintje! [2]

Mint az elején utaltam rá, a hímek számára akkor sincs veszve
minden, ha hosszabb-rövidebb ideig NT hímként kell tengetniük életüket.
Bár kétségtelen, hogy a helyzet stresszes (a cortisol nevű
stresszhormon szintje ugrásszerűen megnő), az idő az Ő számukra
dolgozik. Ugyanis T hímekben a szomatosztatint, egy növekedési hormon
antagonistát tartalmazó idegsejtek mérete háromszorosa az NT hímekben
megfigyelhető sejtméretnek, ami valószínű oka lehet a növekedésük
lelassulásának [3]. Márpedig ez azt jelenti, hogy előbb-utóbb akad valaki, aki az aktuális domináns hímnél nagyobb és erősebb lesz :-).

És hogy valami ilyesmi működik-e bennünk emberekben is? Ki tudja. De azért el lehet játszani a gondolattal.

[1] White SA, Nguyen T, Fernald RD. (2002) Social regulation of gonadotropin-releasing hormone. J Exp Biol. 205(Pt 17): 2567-81.
[2] Burmeister SS, Jarvis ED, Fernald RD. (2005) Rapid behavioral and genomic responses to social opportunity. PLoS Biol. 3(11): e363. Epub 2005 Oct 18.
[3] Hofmann HA, Fernald RD. (2000) Social status controls somatostatin neuron size and growth. J Neurosci. 20(12): 4740-4.

Az aktuális Népszabadságban a Tudományos Világfórumon részt vevő Lax Péterrel készített interjút és a Hargittai István előadásáról írt beszámolót olvasgatva egyszer csak megakad a szemem:

„Ma a tudós felelőssége abban nyilvánul meg, hogy a biotechnológia
nemcsak fantasztikus erejű fegyverek megalkotását teszi lehetővé,
amelyektől máris félnünk kell, hanem amelyekre már ma gondolni kell,
holott ezek az eszközök még nem is léteznek. Nem biológiai és nem vegyi
fegyverekről beszélek, hanem kifejezetten biotechnológiai fegyverekről,
amelyek képesek megváltoztatni génállományunkat, embereket szolgává,
rabszolgává „butítani”, vagy átalakítani tulajdonságaikat, szaporodási,
tanulási képességeiket, tehát egy rettenetes veszéllyel nézünk szembe
és ha ezzel nem foglalkozunk, akkor készületlenül érhet minket –
hangsúlyozta a professzor.”

Minden tiszteletem Hargittai Istváné és az idézett résztől eltekintve számomra
az egész nyilatkozata nagyon szimpatikus, de itt ezzel együtt a
legvisszafogottabb amit mondani tudok, hogy (amennyiben valóban ezt mondta, lásd később) túl sok sci-fit olvasott.

Ugyanis egy ilyen „biotech-fegyver” mai ismereteink szerint teljesen utópisztikus. Igaz, valóban rendelkezésünkre áll az emberi genom (durva) szekvenciája és halad az emberek közti variációt feltérképező HapMap project
is, felvetve a hosszú távon talán reális veszélyt, hogy egyes
csoportokra jobban ható biológiai fegyvert fejleszthet ki valaki (mint
ahogy ma is ismertek olyan gyógyszerek, amelyek egyes népcsoportok
esetében hatásosabbak). DE: ahhoz, hogy a genomot megváltoztathassa ez
a „fegyver” retrovírus alapú kellene legyen. Ezzel az a gond, hogy
egyrészt cseppfertőzéssel terjedő retrovírust tudtommal (szerencsére)
nem ismer a tudományt, másrészt pedig ez a virális „fegyer” igencsak
kétélű lenne. Kétélű, mert annyira azért az egyes népcsoportok nem
különböznek egymástól, hogy a vírus molekuláris evolúciója ne tudná
áthidalni ezt a távolságot. Így könnyen lehet (sőt, szerintem igencsak
valószínű), hogy akárcsak néhány nap/hét múlva egy ilyen vírus már nemcsak a
célzott csoportot tizedelné, hanem szinte minden mást is. Emellett
hab a tortán, hogy Hargittai kifejezetten komplex tulajdonságokat említ
(tanulás, intelligencia, szaporodás), amelyeket nem egy magányos gén
szabályoz, hanem általában számos génből álló összetett szabályozó
rendszerek (melyeket nem is értünk teljesen). Azaz igen valószínűtlen,
hogy találnánk egyetlen olyan gént amely befolyásolásával olyan mértékű
viselkedésbeli változást lehetne elérni, mint amire az idézet utal.

Ui: Mivel Jula személyében beépített informátorunk is
van a happeningen, az Ő beszámolója alapján pontosítanom kell. Az
inkriminált idézet minden valószínűség szerint nem hangzott el,
egyszerűen a Népszabi tudósítója engedte szabadjára a fantáziáját,
kiszínezve amit hallott. Csak reménykedni tudok, hogy az illető
személye nem egyezik meg a lap ismeretterjesztő cikkeiért felelős
szerkesztőjével…. :-/

Az utóbbi napokban egy kicsit rájár a rúd az amerikai kreacionistákra (oh pardon, „értelmes tervezés” (ID) hívőkre ;-)). Igaz, hogy csöppnyi megnyugvást nyerhetnek abból, hogy Kansas-t sikerült (megint) nemzetközi közröhej tárgyává tenniük (talán nem véletlen, hogy a Popular Science szavazása szerint kansasi biológiatanárnak lenni a 3. leghálátlanabb tudományos elfoglaltság), de alapvetően a hírek nem túl kedvezőek számukra.

A doveri ID perben (erről bővebben itt, itt és itt) Barbara Forrest kétséget kizáróan bemutatta, hogy kvázi átkopipésztelték a „kreacionimzust” „intelligens dizájnra” az „Of Pandas and People”
(a legismertebb ID-s tankönyv) írói, miután a Legfelső Bíróság csúnyán
elmeszelte a „tudományos kreacionizmus” (creation science) oktatását az
iskolákban (Edwards v. Aguillard, 1987).
(Egyébként éppen ezért küzdöttek/-enek kézzel lábbal az ID és a
kreacionizmus közötti megegyeztetés ellen, mert ezzel az ID
automatikusan alkalmatlanná válna az iskolákban való oktatásra. Mint
ahogy valószínűleg idővel amúgy is…) Továbbá: Michael Behe,
ID félisten, tanúskodása szintén felejthetetlenül szórakoztató perceket
szerzett az evolucionistáknak, hiszen addig csűrte-csavarta a
mondanivalóját, amíg sikerült az asztrológiából is tudományt gyártania; az IDs zászlóhajó, a Discovery Institute szóvivője nyilvános szóváltásba került a doveri (volt) iskolai bizottságot védő Thomas Moore Law Center szóvivőjével, az ID tanításával kapcsolatban; az iskolai bizottság legkreacionistább tagját pedig hazugságon kapta a bíró.

És mintha mindez nem lenne elég a tegnapi választások alkalmával a meglehetősen republikánus doveri nagyközönség kiseprűzte
az ominózus iskolai bizottság mind a nyolc (republikánus) tagját, hogy
helyükre demokratákat válasszon. Szóval van még remény Kansasban is …
😉

Jula hívta fel a figyelmemet, hogy az Élet és Tudományban a napokban jelent meg Berencsi Györgyék cikke a H5N1-ről, „Új időknek új vírusai”
címmel. (Csöndben azért egy kicsit morgolódnék, mert Ők is a reasszortációt tekintik
az egyetlen komoly lehetőségnek a pandémiás influenza kialakulásához.)

Előzmény: Influenza-para

Bár az őssejtesdi elsősorban DNEE területe, kivételesen egy kicsit belekontárkodnék.
Van az néha úgy, hogy az ember véletlenül és váratlanul elkeveredik
egy-egy olyan ember előadására, akinek kísérletei folyamatosan a
címlapokon szerepelnek.
Valami ilyesmi történt ma is, amikor hirtelen a kezembe nyomtak egy hirdetést egy félórával később kezdődő előadásról, amelyet Woo-Suk Hwang
tartott. Így persze semmit sem mond szinte senkinek a neve, de ha azt
is hozzáteszem, hogy Ő az a fazon aki először hajtott végre szomatikus
sejtmag átültetést emberen (Somatic Cell Nuclear Transfer – SCNT, magyarán egyfajta klónozás)[1], akkor azért gondolom már többeknek leesik, hogy kiről is van szó.
Hwang a klónozás egyik élő legendája, aki a fent említett fegyvertényen
túl, olyan eredményeket tudhat a tarsolyában mint az első klónozott
kutya (Snuppy)[3],
„kergemarha kór” mentes tehén klónok (bár erről még cikk nem született),
gnotobiotikus xenotranszplantációra készített malacklónok (ugyan ezek
születésük után meghaltak, de azért ez egy ígéretes terület). A
legfontosabb azonban minden bizonnyal a humán SCNT továbbfejlesztése
[2], mivel ma már külön személyből származó donor sejteket is fel
tudnak használni sejtvonalak készítésére (kortól és nemtől függetlenül)
ami komoly távlatokat sejttet a gyógyászati célú klónozásban.
Maga az előadás elég átlagos volt és az eredmények gyors és vázlatos
felsorolásán túl elsősorban technikai jellegű volt. Viszont elnézve az
eredményeit, egy kicsit igazolást nyert az, hogy miért megy már lassan
másfél éve a vészharangkongatás, miért hangsúlyozza mindenki, hogy a
Bush kormány által bevezetett szabályozás miatt Amerika leszakadhat
őssejtkutatás terén [4,5].(Bár ezen a téren a republikánusok koránt sem
egységesek és várhatóan a közeljövőben lazítanak a drákói feltételeken).
Természetesen a szabályok arra jók, hogy megkerüljék őket és ennek megfelelően néhány hete a Nature
október 20-i számában jelentettek be két alternatív megoldást [6]: az
egyik cikkben azt bizonyítják, hogy egyetlen blasztomérából is nyerhető
teljes értékű őssejt-vonal, a többi sejt elpusztítása nélkül [7] (itt a
kritikusok azt róják fel, hogy egyrészt ez csak IVF esetében
használható, illetve nem biztos, hogy az egyetlen blasztoméra elvonása
nem változtat meg valamit az embrióban – mondjuk ez IVF esetén eleve
nem triviális), a másikban pedig egy genetikai trükk segítségével (a cdx2
gén átmeneti kiütésével) érik el, hogy a SCNT-rel nyert blasztociszta
nem lesz képes implantációra, vagyis az etikai kérdések megkerülhetők
[8] (ez esetben komoly gond, hogy a donor sejtek transzgénikusak kell
legyenek, különben nem működik a „trükk” és a cdx2-t nem lehet visszakapcsolni). (Egy kicsit bővebben ezekről a Nature podcastjában hallhatunk.)
Egy biztos: az őssejtek egy ideig még nem mennek ki a divatból. 😉

[1] Hwang WS, Ryu YJ, Park JH, Park ES, Lee EG, Koo
JM, Jeon HY, Lee BC, Kang SK, Kim SJ, Ahn C, Hwang JH, Park KY, Cibelli
JB, Moon SY. (2004) Evidence of a pluripotent human embryonic stem cell line derived from a cloned blastocyst. Science 303:1669-74. Epub 2004 Feb 12.
[2] Hwang
WS, Roh SI, Lee BC, Kang SK, Kwon DK, Kim S, Kim SJ, Park SW, Kwon HS,
Lee CK, Lee JB, Kim JM, Ahn C, Paek SH, Chang SS, Koo JJ, Yoon HS,
Hwang JH, Hwang YY, Park YS, Oh SK, Kim HS, Park JH, Moon SY, Schatten
G. (2005) Patient-specific embryonic stem cells derived from human SCNT blastocysts. Science 308:1777-83. Epub 2005 May 19.
[3] Lee BC, Kim MK, Jang G, Oh HJ, Yuda F, Kim HJ, Shamim MH, Kim JJ, Kang SK, Schatten G, Hwang WS. (2005) Dogs cloned from adult somatic cells. Nature 436:641.
[4] Kennedy, D. (2004) Stem Cells, Redux. (Editorial) Science 303: 1581.
[5] Gazzaniga, M.S. (2004) Human Being Redux. (Letters) Science 304: 388-389
[6] Dennis, C. and Check E. (2005) ‘Ethical’ routes to stem cells highlight political divide. (News) Nature 437: 1076-1077.
[7] Chung, Y., Klimanskaya, I, Becker, S., Marh J., Lu, S-J., Johnson J., Meisner L. and Lanza R. (2005) Embryonic and extraembryonic stem cell lines derived from single mouse blastomeres. Nature AOP; published online 16 October 2005 | doi: 10.1038/nature04277
[8] Meissner A. and Jaenisch R. (2005) Generation of nuclear transfer-derived pluripotent ES cells from cloned Cdx2-deficient blastocysts. Nature AOP; published online 16 October 2005 | doi: 10.1038/nature04257

PZ Myers a Pharyngulán egy közérdeklődésre számot tartó kérdést feszeget: mi lehet az emlős hüvely evolúciós eredete….

Tegnap Julával ellátogattunk a jeleneg a Franklin Institute-ban látható BodyWorlds kiállításra. Bárki bármit is gondoljon Gunther von Hagens
munkásságáról, egy dolog biztosan megragadja a nézelődőt: az emberi
test szépsége. Amit látunk az egyszerre szép és lenyűgöző. Nem
formalintól szagló, oszladozó-foszladozó szervdarabok hevernek egy
sötét folyósón, hanem a plasztináció miatt ruganyosnak, helyenként
kifejezetten élethűnek tetsző testek feszítenek a fényben. És valahogy
pont emiatt, a néző könnyebben elvonatkoztat; (szinte) senki nem
hullákat lát, hanem mesterpreparátumokat. Néhányukon érződik, hogy von
Hagens szeretné, ha művészként könyvelnék el és nem „csak”
anatómusként, de ez azért nem válik zavaróvá; a kicsit extrémebb
pózokban bemutatott testek anatómiailag is nagyon érdekesek. (Mi
valahogy nem bírtunk elszakadni a gondolattól, hogy vajon milyen lett
volna ilyen preparátumokon készülni a szervezettan vizsgákra … ;-))
Aki teheti valahol, valamikor nézze meg (különös tekintettel az
érpreparátumokra).

Erre a kis gyöngyszemre madbal hívta fel a figyelmemet, s bár azóta az Index taxonómusai kicsit összekapták magukat, de még mindig túl magas labda, ahhoz, hogy ne üssük le…. 😉

Biológiai blogként nem mehetünk el szó nélkül a hetekben dúló
influenza-mánia mellett. A hírek középpontjában levő madárinfluenza
vírusról a budapesti Állatorvosi Kamara honlapján
lehet egy remek összefoglalót olvasni. Ennek az egyik legfontosabb
következtetését kiemelném, mert nem árt ismételten hangsúlyozni, az
urban-legendek terjedését megelőzendő:

”Azonban ez a védőoltás nem nyújt védelmet az emberről-emberre terjedő pandémiás emberi influenza ellen, hanem csak a madárinfluenza H5N1 törzsei ellen.”

Néhány dolgot azonban még hozzáfűznék az összefoglalóhoz. A szerzők
(szerintem kicsit optimistán, hogy miért, lásd később) a pandémiás
influenza törzseket a populációkban keringő madár- és ember
influenzavírusok közötti kombináció eredményének tartják, amelyhez az –
a viszonylag alacsony valószínűségű esemény – szükséges, hogy valaki
(vagy valami, hiszen a disznó is lehet mindkét vírus hordozója)
egyszerre fertőződjön meg a két vírussal. Kétségtelen, hogy
leggyakrabban ez a helyzet, a múlt század három leggyilkosabb influenza
járványa közül kettő valóban így keletkezett. Az 1957-es „ázsiai
influenza” (H2N2) esetében az influenzavírus genomját alkotó 8
szimpla-szálú RNS szegmens közül 3 egy madárinfluenzából származott,
míg az 1968-as Hong Kong-i törzs (H3N2) esetében az előző vírus 7
szegmense mellé egy madár- (kacsa-) influenza vírus -szegmens
csapódott. (Néhány vélemény szerint az arány 6-2 volt, de ez a lényegen
nem változtat.) Azonban a hetekben megjelent kutatások eredménye
szerint az 1918-19-es, minimum 40 millió áldozattal minden idők
leggyilkosabbjának számító „spanyol nátha” (H1N1) esetében nem ez
történt.

A Nature október 6-i számában megjelent cikk [2] szerzői szerint (mint azt az újság podcastjában
is megjegyzik) a H1N1-vírus teljes egészében madár eredetű, de bizonyos
változásokkal adaptálódott az emberekre/emlősökre (hogy mi lehetett az
átmeneti gazda, ahol ez az adaptáció történt, az még kérdéses) [3].
Hogy a szerzők megfogalmazásával éljek: a H1N1 a „
legmadárvírusszerűbb” emlős influenzavírus. Tandemben ezzel a cikkel a Science
a rekonstruált 1918-as vírus virulenciájáról közölt egy tanulmányt [4].
Az adatok félelmetesek és lenyűgözőek egyszerre: a „spanyol nátha”
vírusát alkotó nyolc szegmens kombinációja emberi tüdőszövetben egy nap
alatt 50-szer, egér tüdőszövetben pedig négy nap alatt 39.000-szer
annyi vírus részecskét termelt, mint a napjainkban is elterjedt
influenzavírusok. Emellett, szintén szöges ellentétben napjaink
vírusaival, a betegség lefolyása halálos az egerekben és – mintegy a
madárinfluenza-eredetet bizonyítandó – a megfertőzött csirkeembriók
pusztulását is okozza, ami szintén nem jellemző a humán
influenzavírusokra. (Ugyanakkor megjegyzendő, hogy egyedül az 1918-as
szegmes kombináció ennyire veszélyes, egyetlen szegmens kicserélése
drasztikusan csökkenti a virulenciát és letalitást.)

Ami miatt ebben a tekintetben napjaink „sztárja”, a H5N1 figyelemreméltó,
az, hogy egyes izolátumokban megjelent néhány kulcsfontosságú mutáció,
ami a „spanyol náthát” (és az azt követő, belőle kialakuló 20. századi
ember influenzát) egyértelműen megkülönbözteti a
madárinfluenza-vírustól. Pánikra egyértelműen nincs még ok, hiszen
egyelőre még csak egyedi esetekről van szó, ahol a 25 kitüntetett
mutációból egy-egy jelent meg, de intő jelként szolgál, hogy a
molekuláris evolúció nem tétlenkedik, s az 1918-as járvány a jövőben
megismétlődhet.

Az említett két cikk azzal is kisebb vihart kavart, hogy a folyományukként a „spanyol nátha” teljes genomja megtalálható az NCBI adatbázisában,
hiszen ez a mai standardok szerint a publikáció alapfeltétele. Ennek
következtében néhányan elkezdték kongatni a vészharangot, hogy ezzel
kvázi egy igen hatásos biológiai fegyver „tervrajza” juthat
illetéktelen kezekbe. Azonban, mint arra mindkét újság szerkesztősége
rámutat [5,6], a félelmek kissé eltúlzottak: egyrészt azért, mert
napjainkban létezik mindenkiben egyfajta természetes immunitás a
H1N1-el szemben, másrészt mert a HA-t illetve NA-t kódoló vírusgéneket
tartalmazó oltások bionyítottan védelmet biztosítanak. Akárcsak számos
ma használt zanamivir, amatadine vagy oseltamivir alapú antivirális
szer.

És ezek említésével vissza is kanyarodunk az elején kiemelt idézethez.
Az igen bizonytalan, hogy a ma ismert H5N1-törzs(ek) elleni védőoltások
mennyire lesznek protektívek egy esetleges pandémikus influenza
felbukkanásakor, az azonban valószínűsíthető, hogy az említett
antivirális szerek nyújtanak majd valamennyi védelmet. Nem véletlen
tehát, hogy a magas árak ellenére számos ország nagy Tamiflu- (egy
oseltamivir származék) vásárlásba kezdett. Az igény akkora, hogy a
gyógyszert jelenleg gyártó svájci Roche cég képtelen eleget gyártani,
és egyre inkább hajlik rá, hogy belemenjen abba, hogy mások is
gyártsák, ami egyebek mellett valószínűleg az árak letöréséhez is
vezetne [7].

[1] A képet Linda M. Stannard készítette, forrása: http://web.uct.ac.za/depts/mmi/stannard/fluvirus.html
[2] Taubenberger, J.K., Reid, A.H., Lourens, R.M., Wang, R., Jin, G. and Fanning, T.G. (2005) Characterization of the 1918 influenza virus polymerase genes. Nature 437: 889-93.
[3] Reid, A.H., Taubenberger, J.K. and Fanning, T.G. (2004) Evidence of an absence: the genetic origins of the 1918 pandemic influenza virus. Nature Reviews Microbiology 2(11): 909-14.
[4] Tumpey,
T.M., Basler, C.F., Aguilar, P.V., Zeng, H., Solorzano, A., Swayne,
D.E., Cox, N.J., Katz, J.M., Taubenberger, J.K., Palese, P. and
Garcia-Sastre, A. (2005) Characterization of the reconstructed 1918 Spanish influenza pandemic virus. Science 310: 77-80.
[5] von Bubnoff, A (2005) The 1918 flu virus is resurrected. Nature 437: 794-795.
[6] Kaiser, J. (2005) VIROLOGY: Resurrected Influenza Virus Yields Secrets of Deadly 1918 Pandemic. Science 310: 28-29.
[7] Avian influenza: In a flap. The Economist – Oct. 20th 2005.