Sosem fogjuk megtudni, hogy min is törhette a fejét, a ma csak Ötzi néven ismert prehisztorikus alpesi juhász, amikor egy tavaszi napon egy nyílvessző fromájában utolérte a végzete. Abban viszont teljesen biztosak lehetünk, hogy sem akkor, sem addigi élete során még véletlenül sem gondolt arra, hogy azon első pár tucat (száz ?) ember között lesz, akinek teljes genetikai állományát felfejtik majd.

Márpedig így történt, ezzel is biztosítva halhatatlanságát és helyét a tudomány panoptikumában.

A napokban világot látott Ötzi-genom nem olyan világrengető, mint a neandervölgyi és denisovai genomok voltak (hiszen csak egy a tucatnyi Homo sapiens genom közül és technológiailag sem jelentett még megközelítőleg sem olyan nagy kihívást), a maga módján azonban mégis érdekes.

Elkészült :-):

Sporadikusan jelentkező "no comment" rovatunkban, most a 100%-osan állami tulajdonban levő Hortobágyi Halgazdaság Zrt. honlapjáról szemlézünk, Dr. Molnár Gábor Miklós homeopátiás specialista és halegészségügyi szakértő írásából:

"Állatorvosunk ember és állatgyógyászati tanulmányai és tapasztalatai során, - amelyeket a homeopátiával szerzett -, irányították a figyelmemet a tavi élettérnek ezzel a módszerrel való kezelésének a lehetősége felé. Ezt a több éves munkát siker koronázta, mivel sikerült létrehozni egy olyan homeopátiás gyógyszer csomag sorozatot, amelyekkel eredményesen és sok járulékos előnnyel kezelhetők a leggyakoribb hal betegségek. Halállományokat érintő gyógykezeléseink során kizárólagosan a homeopátiás kezelési módot alkalmazzuk."

Megannyi izgalmas kérdést vethetne ez fel, pl. esőzéskor gyorsan le kell-e ereszteni a vizet, nehogy túl potenssé váljon a gyógyszer, de ezeket most magunkba fojtjuk...

Van az úgy, hogy egy blognak is jól jönne egy szerkesztő, mert akkor két szerző nem dolgozik egyszerre ugyanazon a témán :-). De Sexcomb már megelőzött a tasmán ördögök fertőző betegségként terjedni képes tumorjának (DFTD) első körös kivesézésével, így ez egy utó-poszt, ahol csak a kimaradt dolgokat vesézném egy kicsit ki.

Mert azért maradt valami nekem is, például a betegség érdekes klonális dinamikája. Mivel a tumor sejtvonal osztódással, vagyis nem-ivarosan szaporodik, egy-egy sejtben megjelenő új genetikai változás az összes utódsejtbe továbbkerül, amelyek így együtt egy-egy klónt alkotnak majd. Tasmániában számos DFTD klón ismert, és amennyire követhető, a betegség valahol a keleti parton jelent meg olyan húsz éve és fokozatosan terjeszkedik a nyugati part felé. Közben számos klón megfér egymás mellett, mint azt a kielemzett 87T és 53T vonalak is mutatják. (Egyébként annyi kinyomozható a betegség eredetéről, hogy a tumor nagy valószínűséggel egy nőstényben jelent meg, ui. a hím szex-determinációban fontos gének nem lelhetőek fel ma semelyik klónban.)

Manapság már senki sem kapja fel a fejét, ha egy újonnan megszekvenált genom kerül szóba, a második generációs szekvenáló módszerek segítségével viszonylag olcsón ledarálható egy gerinces genom is. Időnként azonban előkerül egy-egy ötlet, amin az ember tényleg meglepődik, ilyen a ma boncolgatott cikké is: A tasmán ördög arcdaganat genomjának a bázissorrendjét határozták meg. Maga a kórokozó (Devil facial tumor disease - DFTD) egy daganatsejtvonal, ami az eredeti gazdaegyed testén kívül is életképes, tulajdonképpen fertőzőképes rák, amit harapással adnak át egymásnak a tasmán ördögök vagy tizenöt éve. A fertőzött egyedekben a sejtvonal osztódni kezd és daganatokat fejleszt, amik megölik a gazdát, éppen ezért nem csak a betegség különlegessége okán került a figyelem középpontjába, hanem azért is, mert komolyan veszélyezteti a tasmán ördög fennmaradását, valamint mivel jelenleg nem tudjuk, hogyan kerüli el az immunválaszt ez a sejtvonal, hiszen egy másik egyed sejtjeit az immunrendszernek egyszerűen el kellene pusztítania, ez a sejtvonal viszont vígan szaporodik egy csomó tasmán ördögben.

Holnap nem szokványos felállással jelentekzik a Meetup: a Fogasházban rendezünk beszégetést a magyar tudományos ismeretterjesztés helyzetéről. Részletekről lásd alábbi plakát, annyi szomorú kiegészítéssel, hogy előre nem látott okok miatt végül az origótól lesz senki.

(A plakátdesignért köszönet strobnak.)

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.

A napokban megjelent cikk apropóján beszélgettem a Szertár atyjával, Zsíros Lacival a Klubrádió "Többet ésszel" műsorában. Valahol a negyedik perc környékén kezdünk. (A bárányok lebirkázásától kéretik eltekinteni :-)).

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.

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.

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

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 .

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.