Méltatlanul régen nem foglalkoztunk a blog egyik kedvenc témájával, a különleges szemekkel, pedig ha egy kicsit is vízközelbe megyünk csak úgy hemzsegnek az egzotikusnál egzotikusabb látószervek: medúzákban és csíkbogarakban, felszíni és mélytengeri halakban (akinek pedig mindez nem elég, még errefele találhat ötleteket). 

Mai "hősünk" a tengerek mélyén, az ún. "szürkületi zónában" (mezopelágikus) felemáslábú rák, a Paraphronima gracilis. A szemei hatalmasak és felfele néznek - ami persze nem túl meglepő egy mélytengeri faj esetében, hiszen a fentről leszűrődő fényből akar minél többet begyűjteni. Ízeltlábúról lévén szó, az is várható, hogy klasszikus, ommatidiumnak nevezett egységekből álló összetett szeme van.

Ami azonban már kevésbé triviális: nem egy, összefüggő retina jön létre az ommatidiumokból, hanem egy 12 darab, egyenként 21-22 ommatidium alkotta vonalból felépített diszkontinuus látószerv.

Amikor anno a lándzsahal, vagyis Amphioxus genomról írtam és arról elmélkedtem, hogy az egyik legfontosabb különbség a gerincesek és lándzsahal között a velőléc (neural crest) sejtpopulációjának hiánya, azt találtam írni, hogy:

"Érdekesség, hogy a jelek szerint a lándzsahalakban az összes gén megtalálható, ami a gerincesekben a velőléc sejtek kialakulásához szükséges genetikai hálózatban szerepel, sőt, a hálózat kezdeti elemei gyakorlatilag épp ott és épp úgy fejeződnek ki (és működnek együtt), mint pl. egy átlagos hal embrióban. A különbség az utolsó lépésekben van: az amphioxus nem "drótozta" be ebbe a hálóba azokat a géneket, amelyek a velőléc sejtek specifikációjának utolsó lépésit irányítanák."

Hogy ez mennyire így van, annak tanulsága egy múlt heti Nature cikkből is visszaköszön, ahol az állkapocs eredetének néztek utána.

Rég nem látott vehemenciával dühöngött a kanyaró Philadelphiában 1990 októbere és 1991 júniusa között. Közel 1400 esetet jegyeztek fel a városban, melynek a kiindulási pontja valószínűleg egy spanyol kiruccanásról visszajövő tinédzser lehetett, aki kiütései ellenére elment a helyi sportarénában tartott rock-koncertre.

A járvány során kilenc gyerek meghalt és hamar bebizonyosodott, hogy mindez nem ezért következett be, mert a a vírus különösen virulens lett volna, hanem sokkal inkább szülői felelőtlenségből. A járvány epicentrumává két fundamentalista keresztény gyülekezet vált, a Faith Tabernacle Congregation and First Century Gospel Church, amelyekben egyaránt elutasították az oltások beadatását. Sőt, a szülők szövődmények kialakulásakor sem voltak hajlandók gyerekeiket kórházba vinni, helyette otthon imádkoztak értük.

A terhesség kialakulása sok szempontból iskolapéldája egy "evolúciós újítás" megjelenésének. A korábban a tojás kialakítására berendezkedett anyai reproduktív szerv egy teljesen új funkcióval kellett megbírkózzon.

Nincs szükség többé azokra az ion-transzporterekre, amelyek a kemény tojáshéj kialakítását segítették, nem kell többé szikanyagot sem termelni, ellenben az anya hosszabb időn keresztül egy kvázi idegen szervezetet kell a saját testében megtűrjön és tápláljon. Így aztán egy új tápláló szerv kialakulása mellett létre kell hozni azokat az immuntolerancia mechanizmusokat is, amelyek lehetővé teszik az anya és magzat együttélését akár több hónapon keresztül - és mindezt nem árt úgy szabályozni, hogy ezek csak akkor legyenek bekapcsolva, amikor valóban várandós az anya.

Remélhetőleg a pár szavas összefoglalóból is világos, hogy az egész folyamathoz evolúciósan hihetetlenül át kellett sok gén szabályozási mechanizmusát huzalozni (de legalábbis kiegészíteni) és ennek a hogyanja egy érdekes kérdése a kutatásoknak.

Az emberré válás egyik kulcskérdése a modern emberi agy kialakulása, ennek megfelelően ahogy egyre több genomi adat kezd a rendelkezésünkre állni, úgy kezdik el egyre többen nagy lelkesedéssel olyan gének/szabályozó elemek keresését, amelyek megmagyarázhatják az emberi agy méretének impresszív evolúciós növekedését. 

Ezeknek a kutatásoknak az eredményeit ismertető tudomány-rovatos újságcikkek általában előszeretettel szeretnek bombasztikus címekkel operálni és könnyedén dobálóznak az olyan nagyívű megállapításokkal, hogy "megtalálták az emberi agy komplexitásáért" felelős gént. A valóság persze az, hogy ezernyi ilyen apró "kulcsmutáció" lehet a genomban és ezek együttes hatása, ami az agy komplexitásához vezet - ráadásul lehet, hogy bizonyos mutációk csak adott kombinációban vizsgálhatók, önmagukban nem, ami tovább bonyolítja a kísérletek tervezését illetve értelmezését.

A női emésztő és reproduktív rendszerek közt nem létező kapcsolatban hívő idahoi törvényhozó, Vito Bariberi kapcsán a legérdekesebb nem is arról beszélni, hogy mennyire ostoba, hanem hogy mit gondoltak az emberek akkor, amikor még tényleg nem értették miként is működnek ezek a rendszerek.

Ez persze egy külön disszertáció anyaga lenne, ha teljes egészében fel akarnánk dolgozni, így maradjunk csak egyetlen esetnél, Leonardo da Vinci egyik klasszikus, korai anatómiai vázlatánál, ahol szexuális aktus közben mutat egy párt.

A kép még bizonyíthatóan egy olyan korszakban készült, amikor Leonardo maga még nem boncolt saját kezőleg, így anatómiai tudása kizárólag a korábbi ismeretekre, az arisztotelészi tanokra támaszkodott. Ezek, pedig meglehetősen sommásak voltak.

Ahogy egy 1986-os cikkben írják az ábráról:

"Egy rövid pillantás is feltárja, milyen fantasztikus belső "csővezetéket" tervezett Leonardo, hogy leírja az arisztotelészi fiziológiát. A péniszbe két vezeték tart, az alsó a húgycsőn keresztül kapcsolódik az urogenitális rendszerhez, míg a felső a gerincvelőbe fut, három éren keresztül. [...] Az ókori görögök szerint a magzat "esszenciáját" a férfi "univerzális maganyaga" adta. Ez a szaporodási hozzávaló az izomműködéshez is szükséges élettani elemből, az úgynevezett "animális szellemből" (animal spirit) származott. Ez az artériás vérből keletkezett az agyalapnál és az idegeken keresztül jutott el a test különböző részeihez. Ezért kapcsolta da Vinci a gerincvelőt a péniszhez is. Arisztotelész szerint a herék nem játszottak szerepet a szaporodásban, csak nyál szerű anyagot biztosítottak, hogy síkosítsák a vaginát a közösülés során. Leonardo, úgy tűnik, nem értett ezzel egyet, ezért egy nagy érrel kötötte össze a szívet és a heréket, ezzel arra a galénoszi nézetre utalva, hogy a hímivarsejtek a vérből keletkeznek."

A februári Impakták második interjújában a sörkészítésről beszélünk és ennek apropóján van két érdekesség, ami nem fért bele az interjúba, de azért érdemes róla egy kicsit beszélni.

Legutóbb az Arctic Apple nevű almáról írtunk, amihez sok kérdés érkezett, de egészen váratlanul a reddit oldalán lakossági fórumot tartott Neal Carter, az Arctic Apple készítője is, úgyhogy inkább a hozzá intézett kérdésekből és a rájuk adott válaszokból fordítanék le párat, hogy igazán tiszta forrásból olthassátok tudásszomjatokat.

A héten GMO-s témakörben beszélgettem Joós Andreával a Klubrádió "Többet ésszel" műsorában (itt hallgatható a dolog, kb 5. perctől kezdve), és ugyan az interjúban új, ahhoz képest amit korábban már az egykori Hírszerzőn, illetve a ScienceMeetup-on leírtam, illetve a tavalyi szegedi Szkeptikus Konferencián elmondtam, nem hangzott el, pár dolog még a beszélgetés előtt eszembe jutott és ezeket talán érdemes leírni.

Egyrészt, az klubrádiós szöveg apropóján: a zebradánió nyilván faj és nem "fajta", és egy helyen antibiotikumot mondok antibiotikum-rezisztencia gén helyett, ez mindkettő roppant kínos, elnézést :-(.

A másik rész azonban ahhoz kapcsolódna, amit nagyon röviden az interjúban is érintünk: vagyis, hogy a világban sok helyen a Bt-toxin növények nem a semmi helyett jelentek meg, hanem korábbi (természetes) takarmánynövényeket helyettesítettek, amiket azonban nagyon sokszor elképesztően káros rovarirtókkal permeteztek. Ez legszemléletesebben egy tavalyi Michael Specter jegyezte New Yorker cikkben (Seeds of doubt) van leírva, indiai farmerek példáján keresztül. Nem véletlenül persze, mert ha megnézzük a legelterjedtebb Indiában használatos rovarirtókat, akkor csak kapkdojuk a fejünket, hogy melyik a legdurvább, legkarcinogénebb szer. A legelterjedtebb endoszulfán például nem szimplán toxikus, de fejlődési, reproduktív, hormonális, neurológiai mellékhatások egész tárházát okozza emberben. Nyilván, a farmerek nem valami különleges mazochista kultusz tagjai, de az olcsó off-patent szerek ilyenek - és ha ezt okozzák az emberben el lehet képzelni a hatásukat a lokális biodiverzitásra. E helyett, és ez aligha vitatható, az emlősökre nem, és a rovarokra is csak korlátozottan toxikus Bt-toxin kifejezett felüdülés. 

Szinte napra pontosan Darwin közelmúltbeli szülinapjára tette fel honlapjára a Nature azt a cikket, amit az egykori természettudós minden bizonnyal nagy élvezettel olvasott volna, hiszen egyik kedvenc állatcsoportjáról, a galapagosi pintyekről van benne szó.

Pontosabban a cikk tárgya 120 (igen, százhúsz), a legkülönbözőbb fajokhoz tartozó egyed genomszekvenciájának meghatározása és azok összevetése.

Ez gigászi mennyiségű adat és bőven lehet benne érdekes dolgokra lelni, mind arra vonatkozóan, hogy miként zajlott ezeknek a fajoknak a speciációja, mind arról, hogy az ikonikus csőrformák változása milyen DNS-szintű változásokra vezethető vissza.

Az USA Földművelésügyi Minisztériuma (USDA - US Department of Agriculture) pénteken nagy jelentőségű bejelentést tett: Két új, GM-almafajtát teljesen szabadon termeszthetővé nyilvánított, ezek Arctic Granny és Arctic Golden néven kerülnek majd forgalomba. Számunkra ez a hír több okból is érdekes, ugyanis elég jól rávilágít a jelenlegi GM-szabályozás idióta voltára.

Az Arctic találmány pofonegyszerű, ha megsértesz egy almát, egy polifenol oxidáz (PPO) nevű enzim elbontja a sérülés helyén található polifenolokat, így védekezik a növény a sérülésen keresztül bejutó mikróbák ellen, de közben megbarnul. Ezzel egyetlen probléma akad, a barna almát már a kutya sem veszi meg, így évente jelentős mennyiségű almát egyszerűen kidobunk, mert ugyebár a fogyasztók fehéret szeretnének, senki sem vesz pénzért csökkent minőségű almát. Ezen elég könnyű segíteni, az alma barnulását okozó polifenol oxidázt kódoló gén ismert, egy egyszerű eljárással a genomba juttatható egy új gén, ami ennek a génnek egy szakaszáról termel kettősszálú RNSt a sejtben, ami csökkenti az almában eleve meglővő gén kifejeződését is, PPO hiányában pedig nem barnul meg az alma, tovább eladható, vagyis kevesebbet kell belőle kidobni, csökken az álelmiszerpazarlás, ezzel az almatermelés környezeti terhelése, nő a fenntarthatósága. Ezt géncsendesítésnek, vagy RNS inhibíciónak nevezik, teljesen általános jelenség az élővilágban. Mondhatni a tudományos oldala egyszerű, unalmas.

A baktériumfertőzések nem csak az ember egészségét veszélyeztetik, de bizony komoly gazdasági károkat is okoznak. Ennek az elhárítására általában valamilyen baktériumölő szerrel szokás permetezni a haszonnövényeket, aminél jobb lenne valamilyen környezetkímélőbb megoldást találni. A természetben a növények maguk is védekeznek a fertőzések ellen, ennek a folyamatnak az első lépése a mikróba felismerése. Ezek rendkívül sokfélék lehetnek, nyilván egy adott növényt fertőző baktérium az adott növényfaj immunrendszeréhez alkalmazkodott, így a növények és kórokozóik közti evolúciós versengés terméke számos különböző felismerőfehérje a növényekben és számos a felismerőfehérjéket kicselező trükk a baktériumokban. Viszont nyilván egy adott baktérium az ő gazdanövényének az immunrendszerét tudja kicselezni, egyáltalán nem alkalmazkodott más növények védekezőfehérjéihez.

A recept tehát egyszerű, ha keresünk egy növényi védekezőfehérjét, amely csak nagyon kevés növényben található meg, akkor jó eséllyel a többi növény kórokozói ezekhez nem alkalmazkodtak még, így ha bejuttatjuk egy másik növényfajba, azt megvédik a fertőzésektől. A mai cikk szerzői pontosan ezt tették, fogtak egy PRR EPR nevű fehérjét kódoló gént, amely csak a Káposztafélékben található meg eredetileg, majd a dohány és paradicsom genomba juttatták. Az így elkészült növénykéket növényi kórokozó baktériumokkal fertőzték, ennek az eredménye látható az első ábrán. Az a képen és grafikonon a P. syringae pv. syringae (Pss) B728a baktériummal, egy bab kórokozóval fertőzött dohánynövénykék, illetve a leveleik láthatóak, mellette a grafikonok a leveleken található baktériumsejtek számát mutatják logaritmikus skálán, elég jól látszik, hogy négy nap után a GM-dohánykákban századannyi baktérium található, mint a vad típusúakban. A b ábrán augyanez a kísérlet látható egy P. syringae pv. tabaci (Pta) 11528, nevű dohány kórokozóval, itt még szembetűnőbb a különbség, a bejuttatott baktériumokat felismerő fehérje láthatóan megvédte a növénykéket a fertőzéstől. A c ábrán az látható, hogy ha az Agrobacterium tumefaciens nevű baktériummal fertőzték a növénykéket, a keletkező tumorok csak negyedakkorára nőttek a GM-dohányon, mint a vad típusún.

A napokban újra rivaldafénybe került egyik régi nagy kedvencünk, egy Elysia chlorotica nevű csigafaj, amely a kleptoplasztia egész figyelemreméltó jelenségének nemes és neves művelője.

Tömören összefoglalva, a csiga képes arra, hogy a táplálékául szolgáló algák kloroplasztiszait a bélepitéliumának sejtjeibe felvegye, és azok ott továbbra is működőképesek lesznek, kvázi ingyen energiával ellátva a "bezöldült" csigát. Sőt, ezek mellett a csigák a genomjukban számos olyan gént tartalmaznak, amelyek a plasztiszok fenntartásához szükségesek és minden jel szerint a táplálék algafaj genomjából jutottak át horizontális géntranszfer (HGT) során (ami igazán ritka és különleges jelenség a filogenetikai fa ezen ágai között).

Mindez azonban már egy ideje tudott volt, s bár ez nem derül ki a mostani sajtóközleményekből, ami miatt most ismét a hírekbe került ez a természetesen génmódosított organizmus, az az, hogy az utóbbi időben elég vitatottá vált a korábban tényként kezelt HGT jelenség.