Általában ha rekombináns fehérjetermelésről esik szó, mindenki baktériumokban, élesztőkben, sejtvonalakban gondolkodik, de ezeknél sokkal kevésbé ismert rendszerek is léteznek, a saját előnyeikkel. Az alapprobléma mindenütt ugyanaz, egy csomó gyógyszerként vagy ipari adalékként használható fehérjét ismerünk, azonban ezek megtermeltetése általában elég drága. A ma ismertetett rendszer ezen próbálna segíteni, egy rovar alapú expressziós rendszerrel.

A selyemhernyó elég régen háziasított állat, eddig is fehérjetermelésre használták, mivel a selyem maga fehérjetermészetű, a szál háromnegyedét a vízben nem oldódó rostos fehérjemag alkotja, a negyedét viszont a szálat borító ragacsos szericin fehérjék. Ezek a szállal ellentétben vízben oldhatóak, így egyáltalán nem őrültség a szericintermelő mirigyekben termeltetni rekombináns fehérjéket, amelyek így a szelyemszál bevonatába kerülnek, majd arról egyszerűen lemoshatóak.

A különböző influenzavírusokról mindenki hallott már, néhány évente tömeges pánikot okoz egy-egy újabb törzs, ami éppen gazdaszervezetek között mozog. Ritkábban szoktuk hozzátenni, hogy egy keményebb járvány a haszonállatokat is megritkíthatja, viszonylag nagy gazdasági károkat okozva. Nyilván a haszonállatok, csirkék, kacsák, vagy akár malacok immunizálása nem költséghatékony, mert az influenzavírusok változékonysága miatt eddig senkinek sem sikerült általános influenza elleni védőoltást készítenie. Viszont ahogy John Lyall és munkatársainak mai cikke is mutatja, nem csak oltással előzhető meg az influenzafertőzés, hanem bizony influenzának ellenálló génmódosított jószágokat is készíthetünk, akik onnantól ingyen védettek a fertőzéstől.

Egy viszonylag rövid génkazettát juttattak a csirke genomba, amely egy olyan RNS molekulát kódol, amelyhez erősen kötődik az influenzavírus polimeráz enzime, ami így zavarja a vírus szaporodását. Ezt ők D5 decoy vagyis D5 csali konstruktnak nevezték el. Mivel a vírus genomnak ez a szakasza rendkívül konzervált, ezért ez az egyetlen konstrukt nagyon sok influenzatörzs ellen véd. Ezek után egyszerűen csirkéket fertőztek madárinfluenzával és nézték, mutatkozik -e valamilyen különbség a transzgénikus és a hagyományos csirkék halálozása között. Tíz csirkét fertőztek közvetlenül nagy adag H5N1 HPAI vírussal, majd egy nap után ezeket tíz másik csirke közé eresztették, ezek lettek a közvetve fertőzöttek. A közvetlenül fertőzött transzgénikus és kontroll csirkék is mind elpusztultak 2-4 nap alatt, ebben nem láttak különbséget, ellenben a közéjük kevert közvetett fertőzöttek túlélésében már látszott különbség a két csoport közt, a kontrollcsoportban hét csirka psuztult el, a transzgénikus csirkék közül azonban csak kettő. Még egy kísérletet végeztek, itt tíz csirkét fertőztek közvetlenül, majd ötöt-ötöt tizenkét-tizenkét transzgénikus vagy nem-transzgénikus csirke közé kevertek és figyelték a túlélést. Meglepő módon a közvetlenül fertőzött csirkék mind elpusztultak, a közvetve fertőzöttek közül a nem-transzgénikus csirkék közül tíz pusztult el, a transzgénikusak közül csak öt.

Őszintén szólva nagyon csodálkozok, hogy ez a cikk a Science-ben jelenhetett meg, elvégre mintha valami harmatgyenge védelmet jelentene a módosítás, de korántsem olyan átütő erejűt, mint ami várható lenne. Valószínűleg az az oka, hogy ez a csapda-konstrukt igen előremutató megoldásnak tűnik, ugyanis ahhoz, hogy ennek ellenálló vírus jöjjön létre, egyszerre meg kellene változnia a vírus polimerázának és az összes génjének is, ami nyilván nagyon alacsony gyakoriságú esemény. Kár hogy úgy tűnik ebben a változatában alacsony hatékonysággal működik. Mindenesetre az elgondolás helyessége már ezekből a kísérletekből is látszik, a haszonállatokat viszonylag egyszerűen és olcsón meg lehetne védeni a vírusfertőzésektől, génmódosítással, ezzel a saját fertőződésünk esélyét is jelentősen csökkenthetnénk.

Lyall, J., Irvine, R. M., Sherman, A., McKinley, T. J., Núñez, A., Purdie, A., ... & Tiley, L. (2011). Suppression of avian influenza transmission in genetically modified chickens. Science, 331(6014), 223-226.

A növények anyagcseréje fényfüggő (valódi fényevőkről lévén szó), és ennek megfelelően számos olyan tulajdonságuk van, ami a fényfelvételt optimalizálja. Ezek egyike a fototropizmus jelensége, amely során a növények a fény felé nőnek, vagy a fény felé fordulnak (lásd napraforgó). Nem ez az egyetlen fény-függő folyamat, persze, a növények napi biológiai ritmusa és a tavaszi virágzás időpontjának meghatározása is természetesen fény-függő (utóbbi esetben a növény érzékelni tudja az egyre hosszabb nappalokat és ezt követően indítja el a virágképzés-programját). Érdekes módon a fototropizmust és a biológiai ritmusokat azonban egyáltalán nem ugyanaz a molekuláris rendszer szabályozza, már a fény érzékelése is más-más molekuláris komponensek révén következik be.

A fototropizmus szabályozására szofisztikált molekuláris mechanizmusok alakultak ki a növényekben, amelyek kulcsszereplője a rövidhullámhosszú kék-fényre érzékeny fototropin (Phot) fehérjék. Ez szinte minden ismert növényfajban így működik, kivételt csak a spórával szaporodó, úgynevezett kriptogám fajok képeznek, amelyek a hosszú hullámhosszú vörös fényre érzékenyek. Ez azért is érdekes, mert a többi növényben is léteznek olyan fehérjék is, amelyek erre a hullámhosszra specializálódtak, de ezek pont a napi ritmus és virágzás szabályozásában részt vevő fitokrómok (Phy). A kriptogám fajokhoz tartozó páfrányok körében azonban nem is a fitokrómok vették át a fototropin szerepét, hanem ennél izgalmasabb módon egy Phot-Phy hibrid fehérje jött létre az evolúció során, amit neokrómnak (Neo) nevezünk.

Sokáig úgy tűnt, hogy a páfrányok és néhány algafaj rendelkezik csak neokrómmal és a jelek mind arra mutatnak, hogy a két neokróm egymástól függetlenül jött létre. De hogy miként, az vált váratlanul izgalmas kérdéssé.   

Az omega-3 hosszú láncú, többszörösen telítetlen zsírsavak az utóbbi időben jöttek divatba, a legtöbb helyen az örök élet zálogaként tekintenek rájuk, ennek következtében a kereslet is hirtelen megugrott irántuk. Viszont tengeri halakból vonják ki őket, így a halászat és a vízikultúra óriási terhet ró a környezetre. Nyilván sokkal egyszerűbb lenne, ha más forrásból is nyerhetnénk omega-3 zsírsavakat, nem kéne hozzá túlhalászni az utolsó néhány még meglévő tengeri élőhelyet. Nyilván az új forrásnak fenntarthatónak és bővíthetőnek kellene lennie, különben semmivel sem leszünk előrébb vele. Noemi Ruiz-Lopez és munkatársai úgy gondolják, hogy ők találtak egy ilyen alternatív forrást: A sárgarepce magvas gomborka (Camelina sativa) genomba juttatták az omega-3 zsírsavak szintéziséhez szükséges enzimeket, így a növény termeli meg a szükséges zsírsavakat.

Hogy kicsit elkalandozzunk a MucoRice -tól, nézzük meg, mire lehet még használni a génsebészetet! Mei Guo és munkatársai elég fatengelyes módon indultak neki a kutatásnak, egyszerűen fogtak egy gént, az argos -t, amely lúdfűben a szervek méretének kialakítását szabályozza, majd hasonló géneket kerestek a kukorica genomban. Nem meglepő módon találtak, ezeket ZAR1-8 -nak nevezték el, mint Zea mays Argos. Ezek mind apró fehérjéket kódolnak, 64-156 aminosav hosszúságúak. Szóval a szerzők fogták a ZAR1 fehérjét és túltermeltették kukoricában egy folyamatosan aktív ubiquitin promóterrel.

Már elég sokat írtunk a MucoRice platformról, de még mindig nem elég, nagyon úgy tűnik, hogy egy eléggé széles körben használható és kifejezetten sokoldalú fehérjetermelő rendszert sikerült kifejleszteni a japánoknak. Az alapja annyi, hogy gátolják a rizsszemben legnagyobb mennyiségben termelődő két fehérjét kódoló gén kifejeződését, helyette a kívülről bejuttatott transzgének által kódolt fehérjék termelődnek a rizsszemben. Ennek a módszernek előnye a nagy kitermelés, hiszen a MucoRice rizzsel semmit sem kell csinálni, csak vetni-aratni, ahogy minden más rizst is, ráadásul a jelek szerint a rizs legalább egy évig eláll minden különösebb tárolás nélkül, nyilván ez elmondhatatlan előny bármilyen más rekombináns fehérjetermelő rendszerhez képest. Ráadásul a termelt fehérje kinyeréséhez egyszerűen csak meg kell őrölni a rizst és sós vízbe áztatni, hogy a termelt rekombináns fehérje oldatba kerüljön.

A védőoltások léte az orvostudomány egyik legnagyobb eredménye. A kérdés az, hogy lehetne -e még javítani rajtuk valamit? Az első és kézenfekvő megoldás, hogy bár a jelenlegi védőoltásokat injekcióstűvel adják be, ezzel az egész szervezetre kiterjedő hatékony ellenanyagválaszt váltanak ki, de meg lehet -e oldani injekció nélkül? Az orális védőoltásokat, mint a nyelvük is mutatja, szájon át adják és hatékony immunválaszt váltanak ki a nyálkahártyákon. A védőoltások másik hátránya, hogy általában hűtve kell őket tárolni, ami sok harmadik világbeli országban nehezen megoldható, nyilván ezek lényegesen olcsóbbak lennének, ha nem kellene őket hűteni.

Nyilván számos előnye lenne annak, ha a védőoltásokat növényekben lehetne előállítani, például eleve lényegesen olcsóbbak lehetnének, hiszen nem kellene őket tisztítani és hűteni, nem kellene hozzájuk injekciós tű és fecskendő sem.

Yoshizaku Yuki és munkatársai a már ismertetett MucoRice rendszerhez nyúltak, ezzel rizsben termeltették meg meg a kolera toxin B alegységét. Kipróbálták, legalább másfél évig hűtés nélkül is megőrzi a minőségét az így termelt rizs, tehát a harmadik világ országaiban is könnyűszerrel eltartható. Mivel a kolera toxin B alegysége önmagában is immunválaszt vált ki, erős adjuváns, így egyebet nem is kellett a rizshez adni az immunizáláshoz.

Kipróbálták mi történik, hogy ha egereket ezzel a MucoRice-CTB -vel immunizálnak, majd kolera toxint etetnek velük? Nem meglepő módon az immunizálatlan egereknek nagyon erősen menni kezdett a hasa, az immunizált egereknek pedig csak nagyon kevéssé. Ez látható az ábrán, a fekete oszlopok az egerek beléből távozó hasmenés mennyiségét ábrázolják, ezek alapján úgy tűnik, hogy a MucoRice-CTB véd a kolerától. Természetesen az elterjedése előtti legfőbb akadály, hogy bizony ez GMO -nak számít, így a világ egy jelentős részén eleve sohasem kap majd termesztési engedélyt.

Yuki, Y., Tokuhara, D., Nochi, T., Yasuda, H., Mejima, M., Kurokawa, S., ... & Kiyono, H. (2009). Oral MucoRice expressing double-mutant cholera toxin A and B subunits induces toxin-specific neutralising immunity. Vaccine, 27(43), 5982-5988.

Azt hiszem az almát senkinek sem kell bemutatnom, itthon annyit termelünk belőle. Viszont különböző betegségek fenyegetik az almafáinkat, az egyik legkomolyabb veszélyt a tűzelhalás nevű fertőzés jelenti, amelyet egy Erwinia amylovora nevű baktérium okoz, amely egész almaültetvényeket tarolhat le, ha nem figyelnek rá. Maga a betegség elég régóta ismert, Észak-Amerikában őshonos, itt már az ezerhétszázas évek végén leírták a megjelenését, de itt Európában viszonylag friss jelenség, 1955 -ben észlelték először Angliában, Magyarországra pedig 1995 -ben érkezett meg.

A kórokozó elleni védekezés egyáltalán nem egyszerű dolog, eredetileg antibiotikumokkal permetezték az almafákat, de ez manapság tilos. Léteznek fágkészítmények, amelyek az E. amylovorát elpusztító vírusokat tartalmaznak, illetve különböző baktérium és gombakészítmények, amelyek a fákra permetezve megakadályozzák az E. amylovora elszaporodását. Nyilván a kézenfekvő megoldás annyi lenne, hogy a fertőzésnek ellenálló almafákat ültetnének a gazdák, így szépen el is tűnne a fertőzés. Igen ám, de az alma nemesítés nem megy olyan egyszerűen, mint gondoljuk, éppen ezért nagyon jó modellje egy csomó haszonnövényünknek.

A Critical Biomass szerzői is részt vettek az index azon kezdeményezésében, amely az amerikai választások előtt lezajló Science debate mintájára górcső alá veszi a pártok tudománypolitikai stratégiáit. A kétrészes cikk első részét, amelyik a kutatàs-fejlesztéssel, természettudományos oktatással, a GMO-technológiával, a kutatás szabadságával valamint a klímaváltozással kapcsolatos kérdéseket dolgozza fel, itt olvashatjátok.

update:

A védőoltásokkal, alternatív gyógymódokkal, homeopátiával, hulladékgazdálkodással, vadgazdálkodással, természetvédelemmel, fenntartható fejlődéssel és a fosszlis vs atomeredetű energiával foglalkozó rész pedig az alábbi linken található.

Meglepődve olvastam az Index cikkét, miszerint magyar kutatók "megrengették a genetika alapjait". Gyorsan el is olvastam a cikket, hátha valami újat tanulok, de szokás szerint megint arra jutottam, hogy az újságírók tökéletesen félreértették a szóban forgó közleményt. Miről is szól akkor Tory Kálmán és munkatársainak cikke?

Valószínűleg az én időzítésemmel van a baj, de azt hiszem nem segített a "Mielőtt meghaltam" történetének értékeléséhez, hogy épp a napokban fejeztem be Paul Offit új könyvét. A "Killing us sotfly" az Amerikában sikeres egészségguru-szélhámosok világára húzza rá a vizeslepedőt, olyan embereket mutatva be, akik mindenféle skrupulus nélkül árulnak hatástalan, vagy esetleg káros csodaszereket, reményvesztett embereket taszítva a lelki nyomor után az anyagiba is.

A könyv egyik visszatérő motívuma, hogy a különböző csodaszerek általában semmilyen tesztelésen keresztül nem mentek keresztül, forgalmazóik egyszerűen "tudják", hogy működnek, s ha esetleg a páciensek, akik "hagyományos" - értsd tudományosan bizonyított - eljárásokkal megmenthetők lettek volna, végül meghalnak, akkor minden gátlás és lelkiismeretfurdalás nélkül állítják, hogy tulajdonképpen az ő módszerük használt és ők már látták is a javulás jeleit.

A Dallas Buyers Club (a film eredeti címe) ennél csak kicsivel bonyolultabb helyzetet mutat be, ahol az állam oldalán sem feltétlenül az empátia és a szakértelem dominál folytonosan - és mint azt Goldacre "Bad Pharma"-ja óta tudjuk a gyógyszergyárak sem mennek a szomszédba egy kis alakoskodásért, ha sztárgyógyszereik reklámozásáról van szó. Mégis, a film, a valóban erős színészi alakítások mellett, olyan faék egyszerűségű világképet próbál a nézőre ráerőszakolni, ami messziről bűzlik: állami szabályozás rossz, szegény, meg nem értett mexikói doki jó. Ráadásul pont ez az egyszerűsített világkép egy nagy önellentmondásnak ágyaz meg a filmben: Saks doktornő kritizálja az AZT-t érzése szerint megfelelő hatástanulmányok nélkül piacra dobó és abból profitot remélő gyógyszercéget, de a végére teljesen megengedővé válik a hasonlóképpen kétes hatású gyógyszereket áruló Ron Woodroff irányában, aki szintén tisztességes profitot felez le a legalitás határán működő vállalkozásából. Az AZT démonizálása egyébként szintén kérdéses és nem tudom mennyire lehet bő másfél órányi vizuális kemény AZT-szapulást ellensúlyozni egy, a film végén csak pillanatnyi ideig felvillantott, szöveges figyelmeztetéssel, hogy az AZT később fontos komponense lett az antivirális-koktéloknak. Arról nem is szólva, hogy erősen kétes, mennyire hasznos szimpatikusnak láttatni a kocsicsomagtartóból árult, teljesen ellenőrizhetetlen eredetű gyógyszerek adásvételét.   

Ha pedig a film a Lancet-et nevezi ki a valódi tudás forrásának, álljon itt, hogy mit írnak ők a filmről, ennél jobban aligha lehetne megfogalmazni:

"Dallas Buyers Club flirts with a laissez-faire approach to drug development and drug access, without due diligence to the medical and moral hazards that follow. The film underplays the side-effects of Woodroof's experimental offerings, and neglects to mention that clinical trials eventually showed that many of the drugs he pushed were ineffective as treatments for HIV/AIDS. The film also comes down hard on the medical establishment and the FDA for accepting zidovudine, suggesting that its side-effects outweighed its benefits. Only at the very end does it acknowledge that zidovudine became a key component in the early antiretroviral cocktails that have turned HIV/AIDS from a death sentence into a chronic disease. And Saks, embodying the contradiction at the heart of the film, ends up supporting Woodroof's risky hustle despite deriding pharmaceutical executives and her colleagues for profiteering and for advancing drugs into trials too quickly."