Világok harca – kutatók vs. Elsevier

Valami bűzlik, ha nem is Dániában, de azért hozzá elég közel: pusztán a keresési trendeket figyelembe véve is látható, hogy az utóbbi hetekben “trendi” lett a holland lapkiadó óriás, az Elsevier bojkottjáról olvasgatni.

Azt ugyan még nem látni, hogy mennyire hatásos a dolog, de a közel 5500 kutató által aláírt nyílt levél jól mutatja, hogy igény egész biztosan van rá.

Az Elsevier elleni morgolódásnak persze hagyománya van, az új mozgalom azonban azért tűnik (egyelőre) többnek az eddigi próbálkozásoknál, mert most először, szervezettebb a dolog. Na meg persze az sem ártott, hogy a dolog élére egy Field érmes matematikus állt, Timothy Gowers.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

A többsejtűek eredete II.

Korábban már volt szó a többsejtűek kialakulásáról, de pár napja megjelent egy újabb hasonló közlemény, így gondoltam ezt is érdemes közkinccsé tenni. Az alapkérdés ugyanaz, amit már korábban megismertünk: Hogyan alakulhat ki egysejtű élőlényekből egy többsejtű élőlény?

Modellszervezetként a Saccharomyces cerevisiae sörélesztőt használták, szelekciós nyomásként pedig a nehézkedést, mivel a több sejtből álló csomók hamarabb lesüllyednek a folyadék aljára, mint az egy sejtből állók, így egyszerűen elkülöníthetők az esetleg megjelenő többsejtű telepek. Rázatva növesztett élesztőkultúrákat állni hagytak háromnegyed órán át, majd a cső aljára ülepedett sejteket friss táptalajra helyezték. Majd az első hét után áttértek a 100 x g végzett tíz másodperces centrifugálásra, nyilván azért, mert így gyorsabb volt. Nem meglepő módon az evolúció itt is működött, hatvan átoltás után jelentősen csökkent az ülepedési idő, a kultúrákban nagy méretű, hópehelyszerű telepek jelentek meg, ezek láthatóak az első ábrán. Ami érdekes, hogy a kísérletet tízszer ismételték meg és mindannyiszor nagyon hasonló fenotípust mutattak a telepek, az egyes képek sarkában látható szám ugyanis a kísérlet sorszáma, vagyis az egyes pelyhek egymástól teljesen független evolúció termékei.

Nyilván felmerül a kérdés, hogy ezek a pelyhek csak úgy összecsapódnak, vagy egyetlen sejt osztódásakor a leánysejtek maradnak együtt? Erre szellemes választ adtak, az egyes pelyheket enzimkezeléssel egyedi sejtekre bontották és egy-egy sejtből új kultúrát indítottak. Azt tapasztalták, hogy az egyetlen átoltott sejt utódai is pelyheket alkottak, tehát nyilvánvaló, hogy a sejtek nem csak úgy összecsapódnak, hanem osztódás után tartósan egymás közelében maradnak, valódi telepet alkotnak. Megvizsgálták azt is, hogyan szaporodnak a pelyhek, azt tapasztalták, hogy a nagyobb pelyhekről több sejtből álló darabok törnek le, amelyek új pelyhet fejlesztenek magukból.

Egy kattintás ide a folytatáshoz….

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….