CB_banner_new.jpg
Kígyóláb (d)evolúció - 2.

Kígyóláb (d)evolúció - 2.

2016.11.12. 21:52 dolphin

pythonlegs.jpg

Az érdekes cikkek gyakran párban jönnek. Alig pár hete írtam a Cell-ben megjelent tanulmányról, amelyben a kígyók hátsó végtagjának eltünésében fontos szabályozó szakaszt mutattuk be és máris egy remek folytatást, pontosabban kiegészítést lehet hozzá tenni.

A korábbi posztban emlegetett végtag-specifikus Sonic hedgehog (Shh) gén enhanszer, a ZRS működésképtelenné válása ugyanis nem egyszerre, hanem valószínűleg több lépésben történhetett, erről tanúskodnak a különböző fosszíliák is, de főként az a tény, hogy egyes ősibb kígyófajokban, pl. pitonokban és boákban máig fellelhető egy rendkívül csökevényes, de egyértelműen beazonosítható hátsó végtagcsökevény. 

Márpedig ennek a csökevényszervnek a jelenléte arról tanúskodik, hogy a végtagnak a fejlődése elindul, csak valamiért nem zajlik le teljesen. Vagyis logikus kérdés, hogy mi történik pl. a pitonembriók hátsó végtagbimbójában a végtagfejlődésben fontos Shh, vagy az ez által is szabályozott HoxD13 gének expressziójával? 

Martin Cohn csoportja erre kereste a választ és így derülhetett fény arra, hogy mindkét gén kifejeződik egy bizonyos szinten, bár a Shh expressziója csak tranziens, a HoxD13 pedig ennek megfelelően sokkal kisebb, mint mondjuk anolisz gyíkokban. A tranziens Shh expresszió azonban nem csak más gének expresszióját befolyásolja a jelek szerint, de jó eséllyel a végtagbimbó sejtjeinek túlélését is: egy lysotracker nevű anyag segítségével jól látható, hogy a kígyók végtagbimbójában a sejtek intenzív pusztulásba kezdenek (ami már önmagában is jó magyarázat a sorvadt végtagra). 

python_limb_1.jpeg

A tanulmány további részében a piton ZRS-ben fellelhető három deléciót vették szemügyre (ezek közül az egyik azonos azzal a 17 bp-al, amit a közelmúltbeli Cell cikk is kielemez), amelyek feltehetőleg fokozatosan jöttek létre, és együttesen hozzák létre a legnagyobb expressziós csökkenést, ha valamilyen riportergén mellett vizsgáljuk a hatásukat.

Mivel a modernebb kígyók esetében a ZRS még inkább elsorvad, az is egyértelművé válik, hogy a pitonok hipofunkcionális ZRS-e végül aztán teljesen elveszti funkcióját. De az érdekes kérdés, hogy a hipofunkcionális ZRS időnként "visszaerősödhetett"-e? A kígyók ma feltételezett filogenetikai leszármazása, ahol a vak fonálkígyók csoportja ősibbnek tekinthető, mint olyan jól felismerhető hátsó végtaggal rendelkező fosszíliák, mint a Haasiophis azt sugallja, hogy vagy a ZRS végső degradálódása többször, függetlenül bekövetkezett, vagy a közös ősben ugyan már a mai pitonokéhoz hasonlóan hipofunkcionális volt, de később egyes, mára kihalt csoportokban a ZRS újból működőképessé vált. (Szerintem utóbbinak van kisebb esélye, de a cikk írói mégis ezt favorizálják.) 

python_limb_3.jpeg

A cikk még egy érdekes dologra hívja fel a figyelmet: sokat tudunk a végtagfejlődés során azokról a szabályozó szekvenciákról, amelyek az ujjak fejlődése során szabályozzák a HoxD13 gén működését. Bár végtagok hiányában a pitonok (és más kígyók) esetében ezek látszólag fölöslegesek lettek, mégsem degenerálódtak, hanem teljes egészükben ott pompáznak a kígyógenomokban is. Mi magyarázhatja ezt? A legvalószínűbb magyarázat erre, hogy ezeknek a szekvenciáknak van egy másik nem elhanyagolható szerepe, mégpedig a hím nemiszerv fejlődésében. És erről, még a kígyók sem mondtak le.


Leal F, Cohn MJ (2016) Loss and Re-emergence of Legs in Snakes by Modular Evolution of Sonic hedgehog and HOXD Enhancers. Curr Biol 26(21): 2966-2973.

Kígyóláb (d)evolúció - 2. Tovább
Mi történik ősszel a falevelekkel?

Mi történik ősszel a falevelekkel?

2016.10.29. 21:30 dolphin

autumn_leaves_talcott_mountain_state_park.jpg

Kevés dolgot tekintünk természetesebbnek, mint az ősz beköszöntésével bekövetkező levélsárgulást, majd -hullást. De vajon hányan gondoltunk bele, hogy mi is történik ilyenkor, mi az az élettani folyamat, ami szinte naptári pontossággal lezajlik milliárdnyi levélben minden ősszel? Mi kell ahhoz, hogy (Áprily szavaival élve) bükkök smaragd színét erezve fent az első pár vörös folt megjelenjen?

Mi történik ősszel a falevelekkel? Tovább
Kígyóláb (d)evolúció

Kígyóláb (d)evolúció

2016.10.22. 09:12 dolphin

zrs_snake_3.jpeg

Ha van olyan téma, ami igazán közel áll a szívemhez, a végtagok evolúciója biztos az. Már a blog legeslegelső posztja is ezzel a témával foglalkozott, névszerint miképpen veszt(h)ették el a kígyók a végtagjaikat az evolúció során, de valószínűleg egyik legtöbbet (ön)hivatkozott posztom is kapcsolódó, mégpedig a végtagok fejlődésbiológiájával foglalkozó. Szóval tulajdonképpen törvéynszerűen visszakanyarodunk itt a témához és a mai poszt talán csak azért különleges, mert annak az ominózus első posztnak lesz egy fantasztikusan érdekes folytatása.

Kígyóláb (d)evolúció Tovább
Miért emészted magad? - Orvosi Nobel díj 2016

Miért emészted magad? - Orvosi Nobel díj 2016

2016.10.15. 20:50 dolphin

nobel-autophagy3.jpeg

A sejtek belseje egy valódi, zsúfolt mikrokozmosz, ahol folyamatosan történik valami: molekuláris motorok cipelnek mindenféle szállítmányokat a sejt különböző részei felé, jelátviteli útvonalak hírvivői keresik partnereiket, amelyeknek átadhatják az információjukat, a sejt struktúráját kialakító vázfehérjék pedig folyamatosan átépülnek. Ez a nyüzsgés pedig folyamatosan új fehérjék előállítását igényeli, s ami legalább ennyire fontos, a fölösleges, régi, vagy csak hibásan feltekeredett fehérjék lebontását is.

Miért emészted magad? - Orvosi Nobel díj 2016 Tovább
Poszáták és fajfogalom

Poszáták és fajfogalom

2016.10.01. 23:06 dolphin

gwwa_hy_f_and_bwwa_hy_m_09_17_13.JPGA biológiai polémiákban magát kevésbé kiismerő amatőr természetbúvár gondolhatja úgy, a klasszikus és ennek megfelelően napjainkra igencsak elcsépel bon mot felhasználásával, hogy a "faj" is csak olyan dolog, mint a pornográfia és ha nem is tudja pontosan definiálni, ha lát egyet, azt felismeri.

Csakhogy, mint azt már egyszer korábban elkezdtük feszegetni, hiába az egyike a legalapvetőbb fogalmaknak a biológiában, egyáltalán nem olyan egyszerű megfogalmazni, hogy mi is az, hogy "faj". Nincs tökéletes fajfogalom. Még a leggyakrabban használt biológiai fajfogalom (amely kb. a szaporodóképes közösségek alapján igyekszik meghatározni az egyedek azon halmazát, amelyet fajnak nevezhetünk) is sok sebből vérzik, sok kivétel erősíti (?) szabályként.

Ha pedig minden kötél szakad, még mindig gondolhatnánk azt, hogy a prokariótáknál úgy, ahogy bevált genom-különbségeken alapuló fajdefiníció valahogy az eukariótákra is ráhúzható lesz. Most azonban két észak-amerikai poszátafaj esete is bizonyítja, hogy mennyire nem ilyen egyértelmű még ez a dolog sem.

Poszáták és fajfogalom Tovább
Lehet, hogy a jövő útjait világító fák fogják szegélyezni, de nem a közeljövőét

Lehet, hogy a jövő útjait világító fák fogják szegélyezni, de nem a közeljövőét

2016.09.25. 17:39 dolphin

bioluminescent-tree2-1024x568.jpg

Ha a "csináld magad" biológia (DIYbio) mozgalmának lenne hivatalos apostola, az egyértelműen Freeman Dyson lenne. A Princeton Egyetem nyugalmazott, kissé excentrikus, de zseniális fizikaprofesszorától sosem állt távol a mások által egyszerűen sci-finek minősített ötleteken való komoly filozofálás, legyen az atommeghajtású űrhajó, vagy távoli bolygókon (esetleg üstökösökön) életben maradó, saját üvegházat növesztő növények.

Egyik legnagyobb hatású, máig sokat idézett ilyen írása 2007-ben a The New York Review of Books-ban jelent meg és ebben a DIY-biológia olyan hurráoptimista utópiáját írja le, hogy azt olvasva még a legfásultabb olvasó is lemegy rendet csinálni a pincébe, hogy az esztergapadon a sellakos doboz mellett legyen hely a genomszerkesztő kitnek is. 

Ebben a dysoni világban a gyerekek belenőnek abba, hogy biológiai "legókkal" játszanak, felnőttként pedig a kisállattenyésztőknek és hobbikertészeknek kb. az Arduino programozás bonyolultságával összevethető nehézségekkel kell csak megküzdeniük, ha egy új élőlényt akarnak létrehozni.

Lehet, hogy a jövő útjait világító fák fogják szegélyezni, de nem a közeljövőét Tovább
Sörélesztő háziasítás

Sörélesztő háziasítás

2016.09.19. 22:45 dolphin

xl_2116_yeast-tp.jpg

A sör története közel egyidős az emberi történelemmel. Ötezer éves sumér agyagtáblák örökítik meg a korai sörözéseket, és még régebbi, a mai Kína illetve Irán területéről előkerülő agyagedények falain is fellelhető a habos rekreációs ital nyoma.

A folyamat során az egész erjedési folyamat lelkét biztosító mikroorganizmus, a Saccharomyces cerevisiae élesztő gomba is különös evolúción ment keresztül, amint arra már egy korábbi, sörfőzésről szóló impakták apropóján írt posztban is pedzegettem. De most a Cell-ben jelent meg egy tanulmány, ami páratlan mélységben tárja fel, hogy miként is jött létre az az élesztő-sokaság, ami ma az emberi fogyasztásra kerülő termékek (különös tekintettel az alkoholokra) jelentős részének előállításában szerepet játszik 

Sörélesztő háziasítás Tovább
Szegény ördögök – ragályos rák a tasmán ördögben (és máshol)

Szegény ördögök – ragályos rák a tasmán ördögben (és máshol)

2016.09.18. 18:42 dolphin

sick_devil.JPG

 „Rákról” mint betegségről beszélni nem egyszerű, hiszen tulajdonképpen nem egyetlen betegségről van szó, hanem olyan mutáció-együttesek százairól, amelyek adott kombinációban az érintett sejtek kontroll nélküli osztódását, súlyosabb esetekben a szervezetben szabadon való terjedését (áttétképzést) teszik lehetővé. Ugyanakkor egy dolog azért mindig elmondható: a rák, ha kialakult, nem ragályos. Nem kell attól tartani, hogy a beteggel érintkezők, vagy őt ápolók elkapják. Léteznek ugyan olyan családon belül öröklődő mutációk, vagy ragályos vírusok (pl. HPV), amelyek jelentősen megnövelik a rák kialakulásának kockázatát, de itt is kockázatokról beszélünk, és nem arról, hogy egy rosszindulatú daganatos sejtvonal új gazdát keres magának, ui. utóbbi, ha meg is történne az új szervezet egyszerűen idegenként ismerné fel a rákos sejtet és kilökné/elpusztítaná.

De mennyire természetes ez, illetve van-e olyan természetes „rák”, ami képes fertőző betegség módjára terjedni? Erről beszélgetünk a mostani impaktákban Újvári Beával, az ausztráliai Deakin University kutatójával.

Szegény ördögök – ragályos rák a tasmán ördögben (és máshol) Tovább
Így jelenik meg az antibiotikum-rezisztencia

Így jelenik meg az antibiotikum-rezisztencia

2016.09.10. 16:31 dolphin

mega-plate_exp.png

Közhelyes, de ismeretterjesztők és oktatók számára ma is aranyszabály, hogy egy jó kép, vagy hatásos videó néha többet ér száz szónál. A Science-ben most megjelent ún. MEGA-plate kísérlet, ahol lényegében egy hatalmas Petri-csészén élőben figyelik, hogy miként alakul ki az antibiotikum rezisztencia eredetileg nem rezisztens baktériumokban, pont egy ilyen videót ad mindenki kezébe, mert ennél szemléletesebben tényleg nem nagyon lehet ezt már csinálni. (A ráérősebbeknek érdemes a The Atlantic cikket elolvasni, ahol a kísérlet háttérsztorijáról, a berendezés összeállításáról is bővebben írnak.) 

Így jelenik meg az antibiotikum-rezisztencia Tovább
Szőr, toll, pikkely - (plakod)variációk egy témára

Szőr, toll, pikkely - (plakod)variációk egy témára

2016.09.01. 09:53 dolphin

placodes_nytimes_2.jpg

Kevés dolog vált annyira evidenciává a biológia tankönyvek evolúcióról szóló fejezetében, mint a pikkelyek és tollak (és persze a szőr) homológiája. A madarak hüllő-rokonságának egyre pontosabb feltárása, a tollas dínókra való rácsodálkozás az elmúlt évtizedben mind-mind segített ezt a homológiát ismertté tenni. Ennek megfelelően számos tankönyv és renegeteg összefoglaló tanulmány illusztrálta, hogy miként is alakul(hatot)t ki az egyszeri pikkelyből toll az evolúció folyamán.

És épp ezért volt bosszantó, hogy egészen a közelmúltig a legfontosabb bizonyíték mégiscsak hiányzott a témában: az, hogy a fejlődés során hasonló képletekből alakulnak ki a későbbi pikkelyek, illetve tollak.

Szőr, toll, pikkely - (plakod)variációk egy témára Tovább
Kérdéses, hogy mai kutatási módszereinkkel megérthetjük-e az agy működését

Kérdéses, hogy mai kutatási módszereinkkel megérthetjük-e az agy működését

2016.08.26. 10:00 dolphin

plasticbrain22_head.jpg

1990 decemberében az emberiség első alkalommal detektálta egy bolygón az élet jeleit az űrből. Az, hogy erről nagyon kevesen tudnak, nem a nemzetközi háttérhatalmak ármánya, hanem annak a következménye, hogy laikusok szemével nézve az esemény banalitása a fölöslegesség határát súrolta. De nem volt az.

A jelzett időpontban a Föld mellett elhaladó Galilei szonda érzékelőit Carl Sagan és munkatársai bolygónk felé fordították, és ahogy azt később leírták, a légkörben kiemelkedően magas oxigén tartalmat érzékeltek és a termodinamikai egyensúlytól lényegesen eltérő mennyiségű metánt, a felszínen pedig egy nagy gyakoriságú, vörös hullámhosszú fényt elnyelő pigmens jelenlétét, amelyek együttesen azt valószínűsítették, hogy a bolygón élet van. Sőt, az amplitúdómodulált rádiójelek jelenléte még az intelligens élet lehetőségét is felvetette.

Mindezt természetesen a Galilei nélkül is tudtuk, de pont ezért volt annyira fontos a kísérlet: ha ugyanis a szonda méréseivel az egyetlen ismert, életet rejtő bolygón sem tudnánk felfedezni az élet jeleit, akkor aligha várhatjuk, hogy a világűr egy távoli pontján majd sikerülni fog.

Saganék cikke a kontrollkísérletek fontosságát mutatja, amelyek hiányában a kísérletes munka eredményei sokkal nehezebben és kisebb bizonyossággal értelmezhetők. A gond persze ott van, hogy nem minden esetben vannak jó és egyértelmű kontrollkísérletek - de ilyenkor is törekedni kell persze arra, hogy ha kell kreatív kérdésfeltevéssel megbizonyosodjunk arról, hogy választott módszereink valóban alkalmasak-e a kitűzött cél elérésére.

Ennek a kreativitásnak a remek példája Eric Jonas és Konrad Kording cikke, ami még májusban került fel a bioRxiv-ra és amelyben azt az egyszerű kérdést tették fel, hogy egy ha egy mai idegtudós, kvázi marslakóként rácsodálkozna egy mikroprocesszorra, képes lenne-e megfejteni a működését.

Kérdéses, hogy mai kutatási módszereinkkel megérthetjük-e az agy működését Tovább
Genomszerkesztési animációs egyveleg

Genomszerkesztési animációs egyveleg

2016.08.25. 10:54 dolphin

Sokszor és sokat írtunk már az utóbbi időben genomszerkesztésről (és nem, nem felejtettem el a kérdőíves posztot, annak a kiértékelése is meglesz majd, szerencsére sokan kitöltöttétek :-)), így senkit nem fog meglepni, hogy lesz egy pluszegyedik poszt is a témában. Ezúttal egy elég jól sikerült kis animációra hívnám fel a figyelmeteket, amelyet a Kurzgesagt csapata készített Patreon-os támogatással (van magyar felirat is hozzá!). Elég jól körüljárja a témát, és hosszan (talán aránytalanul hosszan) időzik az emberi vonatkozásokon. Ehhez képest pont ez az utóbbi rész, ami nekem annyira nem jött be, mert ugyan a készítők próbálkoznak a technikai és etikai dilemmák bemutatásával, mégis, valahogy úgy érzem, azok nem lesznek igazán sem kibontva, sem megválaszolva (nem mintha persze a Kurzgesagttól várnánk ezeknek a nagyon bonyolult kérdéseknek az egzakt megválaszolását). Ettől függetlenül, azért érdemes azt a bő negyedórát rászánni.

Genomszerkesztési animációs egyveleg Tovább
Amikor az evolúció rükvercbe kapcsol - 2.

Amikor az evolúció rükvercbe kapcsol - 2.

2016.08.24. 21:13 dolphin

fully-scaled-mirror.jpg

Madagaszkár nem természetes otthona a pontyoknak, olyannyira nem, hogy a franciák csak 1912-ben telepítették be a halat tenyésztési céllal. Akkor sem akármilyen pontyot, hanem a gazdaságilag sokkal nyereségesebben tenyészthető tükörpontyot. Pár évtized múlva azonban elkezdődtek a bajok: valahogy a tükörponty "elromlott", és 1958-ra már elég egyértelmű volt, hogy nem csak pikkelytelen tükörpontyok élnek a vizekben, hanem nagyon is pikkelyes halak. Nem pont olyanok, mint a hagyományos pontyok, mert nagyobb pikkelyeik vannak, de ettől eltekintve kétségtelenül pikkely borította őket.

Sokáig nem volt világos, hogy mi történhetett, és ugyan azóta volt még pár betelepítés (hagyományos és tükörpontyokat is vittek, pl. Magyarországról is) a "pikkelyes tükörpontyok" továbbra is jelen voltak és titkuk megfejtésre várt. Most a Proceedings of the Royal Society B lapban jelent meg egy részleges válasz, amely alapján úgy tűnik, hogy ez is egy olyan eset, amikor az evolúció egy kicsit rükvercbe kapcsol.

Amikor az evolúció rükvercbe kapcsol - 2. Tovább