CB_banner_new.jpg
Puha karok

Puha karok

2019.06.22. 21:59 dolphin

800px-cuttlefish_oceana_rio_de_lisboa.jpg

Tintahalakról és polipokról - félretéve a gasztronómiai megfontolásokat - különleges intelligenciájuk és/vagy fantasztikus mimikrijük apropóján szoktunk leggyakrabban beszélni. Épp ezért is különleges Martin Cohn csoportjának az eLife-ban megjelent cikke, ahol a végtagfejlődést vették górcső alá és haosnlították össze más állatcsoportokéval.

Puha karok Tovább
Egy ígéretes klinikai kísérlet: gyógyítható-e a Parkinson-kór őssejtekkel?

Egy ígéretes klinikai kísérlet: gyógyítható-e a Parkinson-kór őssejtekkel?

2019.02.20. 22:30 Jezsó Bálint

A Parkinson-kór egy progresszív, a központi idegrendszert érintő betegség, amelyet a köztudatban elsősorban állandó remegéssel és mozgáskoordinációs zavarokkal kapcsolunk össze. Erre utal a betegség kissé régies magyar elnevezése is, a „reszkető bénulás”. A közismert tünetek mellett azonban a betegeknek legalább ennyi szenvedést okoz a szorongás, az esetenként mély depresszió, alvási zavarok, a személyiségjegyek torzulása és a demencia, amelyek mind tipikus tüneteknek számítanak.

A Parkinson-kór pontos kiváltóokai alig ismertek, környezeti és genetikai faktorok egyaránt közrejátszhatnak kialakulásában. Ami a genetikát illeti eddig vagy egy tucat génről állapították meg, hogy mutációja nagyban hozzájárul a kórkép kialakulásához. Ezek egy jelentős része a lizoszómális rendszer működésével, a vezikuláris transzport folyamatokkal, illetve az autofágiával kapcsolatos szerepet tölt be. Mind közül a legfontosabb talán az SNCA gén, ami az alfa-synuclein nevű fehérjét kódolja. E fehérje felhalmozódása a kórlefolyás egy tipikus eleme.

Akármilyen sejtszintű, molekuláris folyamatok is vezetnek a betegség kialakulásához, a közvetlen ok jól ismert: a középagy egy meghatározott területén, az un. substantia nigra állományában a dopaminerg idegsejtek rohamos pusztulásnak indulnak. Ezek a sejtek az akaratlagos és a spontán mozgások szervezésében játszanak szerepet, így pusztulásuk magyarázatot szolgáltat a Parkinson-kór jellemző motoros tüneteire. Minthogy a neuronok elvesztése irreverzibilis, a betegséget gyógyíthatatlannak tekintik.

Az őssejtkutatás azonban e területen is nagy ígéreteket hordoz magában. A Kiotói Egyetem klinikáján 2017-ben hét páciens bevonásával vágtak bele egy merész vizsgálatba, amely során újraprogramozott sejteket injektálnak a betegek agyába, annak reményében, hogy azok beépülve képesek lesznek pótolni a substantia nigra elpusztult dopaminerg sejtjeit. A klinikai kísérletet végző orvosok reményei nem alaptalanok, a kísérletsorozat egyik vezetője, az őssejtbiológus Jun Takahashi kutatócsoportjával ugyanis korábban jávai makákókon (Macaca fascicularis) sikeresen végzett hasonló kezeléseket. A majmokat előzőleg egy MPTP-nek becézett neurotoxinnal (tisztességes nevén: 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridin) kezelve Parkinson-kórt idéztek elő, majd humán indukált pluripotens őssejtekből (hiPSC) származó idegi őssejtekkel kezelték őket. Ezeket az idegi őssejteket úgy állították elő, hogy azok elvben csak olyan dopaminerg sejtek létrehozására legyenek képesek, mint amilyenek a substantia nugrában is vannak. A majmok agyát később szövettani technikákkal feldolgozva megállapították, hogy az őssejtek beépülnek a kívánt területre, valóban dopaminerg neuronokká differenciálódnak, és képesek kialakítani azokat az idegi kapcsolatokat, amelyeket egy tisztességes neuronnak a substantia nigrában ki kell alakítania (az alábbi ábra ezt szemlélteti). A beteg makákók tünetei enyhültek, továbbá fontos megállapítás volt, hogy (legalábbis a kezelést követő két évben) az őssejtekből nem fejlődött semmilyen tumoros elfajulás.

uj_bitkep.bmp

A fenti kisérleteken fellelkesülve az első pácienst 2018 októberében műtötte Takayuki Kikuchi sebészgárdája. A három órás beavatkozás során 2,4 millió idegi őssejtet ültettek be az 50-es éveiben járó férfi agyába, 12 jól definiált pozícióban. A sejtek egy anonim donorból származnak, átprogramozásukat a Kiotói egyetemen végezték, és a létrehozott sejtvonalat ott is tárolják. A beteg jól van, s ezeddig nem következett be semmilyen nemkívánt mellékhatás. Orvosai optimisták. A többi hat páciensen 2020-ig bezárólag tervezik a beavatkozás elvégzését.

Kíváncsian várjuk a fejleményeket.

Japán élenjárónak számít az őssejtalapú regeneratív orvoslásban. A világon először itt végeztek el eredményesnek nevezhető hiPSC alapú terápiát makula degenerációban szenvedő pácienseken, s jelenleg is több hasonló terápiás lehetőség áll fejlesztés alatt. A Japán kormány komoly forrásokkal támogatja az őssejtkutatást és a regenerációs medicínák fejlesztését, aminek egyik következménye (és azóta oka) a 2012‑ben kiosztott orvosi és fiziológiai Nobel-díj. Az ilyen természetű kutatások egy másik hajtóereje lehet, hogy az országban a szervtranszplantációk történeti és kulturális okokból kifolyólag szigorú szabályozás alatt állnak, így az alternatív lehetőségekre fokozott igény mutatkozik az egészségügy részéről.


Kikuchi T, Morizane A, Doi D, et al. (2017) Human iPS cell-derived dopaminergic neurons function in a primate Parkinson’s disease model. Nature 548(7669):592-596

https://www.nature.com/articles/d41586-018-05856-w?utm_source=briefing-dy&utm_medium=email&utm_campaign=briefing&utm_content=20180731#references

https://www.nature.com/articles/d41586-018-07407-9

https://www.nature.com/news/japanese-man-is-first-to-receive-reprogrammed-stem-cells-from-another-person-1.21730

https://en.wikipedia.org/wiki/Organ_transplantation_in_Japan

Egy ígéretes klinikai kísérlet: gyógyítható-e a Parkinson-kór őssejtekkel? Tovább
Milyen koktélt nem bírnak a baktériumok?

Milyen koktélt nem bírnak a baktériumok?

2018.12.21. 22:49 Sexcomb

bakteriumok.jpgAz antibiotikumoknak ellenálló baktériumtörzsek megjelenése egyre komolyabb veszélyt jelent világszerte, köszönhetően az antibiotikumfejlesztés leállásának. Néhány baktériumtörzs ellen már tehetetlenek az orvosok, hiszen minden elérhető gyógyszernek ellenáll. Camilo Barbosa és munkatársai egy egészen szokatlan megoldást írtak le a Plos Biology lapban: Azt vizsgálták, mennyire hatékonyak a különböző antibiotikumok párosával alkalmazva. Az, hogy egyszerre két-három antibiotikummal kezeljünk egy fertőzést körülbelül azóta lebegő ötlet, amióta a második ilyen szert felfedezték, de ez a megoldás mégsem terjed el széles körben, egy-két nevezetes kivételtől eltekintve (malária, HIV, tuberkulózis) nem használják. Az akadálya az evolúció, a kórokozók folyamatosan evolválnak, ha már két hatóanyaggal szemben ellenállóak, hamar megjelennek a kettő ellen egyszerre ellenálló törzsek is.

Milyen koktélt nem bírnak a baktériumok? Tovább
Lulu és Nana: megszülettek a világ első génszerkesztett gyerekei

Lulu és Nana: megszülettek a világ első génszerkesztett gyerekei

2018.12.02. 18:52 dolphin

lulu_nana.png

Alig néhány órával azután, hogy vasárnap az MIT Technology Review megszellőztette, hogy a shenzeni egyetemhez kapcsolható kínai kutatók már valószínűleg életképes embriókon is végeztek genomszerkesztéses kísérletet, a YouTube-ra felkerült két videó, ahol a kutatócsoport vezetője, Csienkuj Ho bejelentette, a közelmúltban olyan ikerpár látta meg a napvilágot, akiken sikeresen alkalmazták a legújabb, ún. CRISPR-alapú genomszerkesztést. 

Lulu és Nana: megszülettek a világ első génszerkesztett gyerekei Tovább
A vadonban változó genomok

A vadonban változó genomok

2018.10.25. 10:21 Sexcomb

kezdoknek.jpgMennyire állandóak a genomok a vadonban? Milyen gyorsan változnak a gének? Egyáltalán hogyan közelíthetjük meg ezt a kérdést, találhatunk erre bármilyen választ? Bizony a biológiában akad olyan eset is, amikor a szemünk előtt alakult át gyökeresen egy vadon élő faj genomja, érdekes feleleveníteni ezt a lassan száz éves történetet.

A vadonban változó genomok Tovább
Mik azok a GMOk? - Kezdőknek

Mik azok a GMOk? - Kezdőknek

2018.10.23. 21:59 Sexcomb

kezdoknek.jpgA génmódosítás egy olyan kérdés, ami körül azonnal magasra csapnak az indulatok és az a terület, ahol az európai közvéleményben teljesen elfogadott egy mélyen tudományellenes álláspont. Sajnos ez világjelenség, 2015 -ben a Pew intézet felmérése szerint az USA lakosságának 37% -a szerint biztonságos a GMO -k fogyasztása, míg az AAAS, egy amerikai tudományos szervezet kutató ugyanerre a kérdésre 88% -ban válaszoltak igennel, vagyis a két csoport között 51 százalékpontnyi különbséget mértek. Egyetlen más kérdésben sem találtak nagyobb eltérést, az USÁ -ban hagyományosan ütközőzónának számító „Az emberek hosszú idő alatt alakultak -e ki az evolúció során?” kérdésre csak 33 százalékpont a különbség a két csoport között (népesség: 65%, AAAS
tagok: 98%), az „Emberek okozzák -e a globális felmelegedést?” kérdésre is 37 százalékpont különbség adódott (népesség: 50%, AAAS tagok: 87%). A „Szükségesek -e a védőoltások?” kérdésben gyakorlatilag egyetért a két csoport (népesség: 68%, AAAS tagok: 86%), a tizennyolc százaléknyi különbség sehol sincs például a GMO -k ügyében tapasztalható eltéréstől. Nem kevesebbre tennék kísérletet, mint hogy körüljárjam ezt a kérdést és megpróbáljam megfejteni, hogyan alakulhatott ki ez a szembeötlő különbség? Ennek során természetesen a tudományos tényekből kell kiindulnunk, de a dolog mesze túlmutat ezeken. Ha a tények számítanának, GMO
vita egyáltalán nem létezne, ebben a kérdésben súlyosan összefonódnak a legkülönbözőbb politikai, ideológiai, üzleti érdekek, nyakonöntve mindenféle emberi érzelmekkel, ezért a megoldás sem lehet pusztán a tények ismertetése.

Mik azok a GMOk? - Kezdőknek Tovább
A gombák harca és az íróasztalfiók

A gombák harca és az íróasztalfiók

2018.10.13. 17:33 Sexcomb

kezdoknek.jpg
Egészen különleges cikk jelent meg nemrég a PLOS One szaklapban, ami a tudomány egy ritkán elemzett területével foglalkozik: A váratlan eredmények elemzésével, vagyis az íróasztalfiók problémájával. A probléma lényege, hogy a kérdéses, esetleg önmaguknak ellentmondó eredményeket gyakran nem közlik le, mert a körüljárásuk olyan mennyiségű munkát igényelne, amit kevesen akarnak befektetni egy ilyen, alapvetően negatív eredményeket közlő cikkbe, pedig sokszor ezek is érdekes adatokat szolgáltatnának, de a jelenlegi tudományirányítási rendszerben elsikkadnak.
Az újonnan megjelenő fertőző betegségek vizsgálata különös figyelmet igényel, például ilyen az először 1998 -ban észlelt, kétéltűeket (például békák, gőték) megtizedelő kórokozó kitrid gomba (Batrachochytrium dendrobatidis), amely komoly fenyegetést jelent a Földön élő legtöbb kétéltűfajra. A szerzők eredetileg mestersége fertőzési kísérletekkel akartak vizsgálni két közeli rokon, ám a kórokozó gombának eltérő mértékben ellenálló békafajt, az amerikai ökörbékát (Rana catesbeiana) és a hegyi sárgalábú békát (Rana muscosa). Az ökörbékáról ismert, hogy ellenáll a kitrid gombának, a fertőzött egyedekben egészen kevés gombasejt található. Mivel az ökörbéka invazív faj, több helyen is megfigyelték, hogy a fertőzött egyedek új élőhelyre érkezve a helyi fajoknak adják tovább a kórokozót, megtizedelve állományukat, elfoglalva élőhelyüket. Ezzel szemben a sárgalábú békát keményen sújtotta a kitrid gomba megjelenése, elterjedési területén mindenhol megritkult, számos közlemény írja le, hogy érzékeny a kitrid gombára, bár a legutóbbi időkben megjelent néhány közlemény, amelyek szerint egyes sárgalábú béka populációk már ellenállnak a kitrid gombának és kezdenek újra elszaporodni. A szerzők mesterséges fertőzés után mérték a békák testében található gombamennyiséget (hogy kövessék a fertőzés lefolyását), a testtömegüket (hogy kövessék a békák egészségi állapotát) és a békák immunválaszát a fertőzésre. Meglepődve tapasztalták, hogy a kifejezetten érzékeny sárgalábú békák egyáltalán nem pusztultak el a kísérletben, egyik faj sem indított immunválaszt a kitrid gomba ellen, ráadásul a kísérlet alatt még az egyik kontroll csoportban is megjelent a kitrid gomba, amelyet pedig semmilyen módon sem kezeltek. Először félretették az eredményeket, mint önellentmondóakat, nyilván némi mérgelődés után elkönyvelték, hogy biztos véletlenül befertőzték
a békákat. Természetesen a kísérlet előtt ellenőrizték a békákat, akkor egyik csoportból sem mutatták ki a gombát. Viszont egy kicsit tovább mentek és egy erre szolgáló genetikai teszttel megvizsgálták, milyen gombatörzs fertőzte meg a jószágokat. Nagy meglepetésükre azt tapasztalták, hogy nem a mesterséges fertőzésre használt gombatörzs (CJB5-2) jelent meg a kontrollcsoportban, hanem egy teljesen másik kitrid gombatörzs. A mesterségesen fertőzött békákból a fertőzésre használt gombatörzset mutatták ki.


A rejtély megoldása innentől roppant egyszerű: Amikor beszerezték a békákat, már megfertőzte őket az ismeretlen gombatörzs, ami valamiért nem olyan veszélyes kórokozó, mint a világ többi részén pusztító CJB5-2, a békák szervezete könnyedén legyűrte ezt a gyengébb gombát, nem is mutatták ki belőlük a kezdeti vizsgálatokban, olyan kevés maradt a szervezetükben. Viszont ez a fertőzés már immunissá tette a békákat a sokkal veszélyesebb közeli rokon kitrid gombatörzsre, amivel így hiába fertőzték a jószágokat, nem betegítette meg őket. Mivel a szerzők vadon élő, veszélyeztetett fajokat tanulmányoztak, amiket nehéz fogságban szaporítani, a vadonból befogott egyedekkel dolgoztak, így vitték be ezt az előre nem látott változót a kísérletükbe: Egy másik, ismeretlen gombatörzset.
Nagyon úgy tűnik, hogy ez a kísérleti "hiba" (valójában egy fel nem ismert környezeti hatás, mert hibát nem követtek el) egy még igazán jelentős felfedezéshez is vezethet: Egy gombatörzshöz, ami nem betegíti meg a békákat, ám megvédi őket a kitrid fertőzéstől. Ha ezt a hatást sikerülne kihasználni, egy egészen komoly fegyvert nyerhetnénk a kétéltűek megmentésére, egy gombát, amit nyilván könnyedén szaporíthatnánk és akár terepen is megvédené a  veszélyeztetett fajokat a kitrid fertőzéstől, egyfajta védőoltásként. Nyilván ez még a jövő zenéje, ez egy egészen friss közlemény, nem tudhatjuk mire használják majd ezt az eredményt, mégis elképesztően fontos megfigyelés lehet ez a kísérlet, amit a szokásos ügymenet szerint sohasem közöltek volna le. Ezért lenne fontos a
negatív eredményeket is leközölni, hiszen egészen meglepő okai lehetnek annak, ha egy kísérlet nem várt eredményt hoz.


Byrne AQ, Poorten TJ, Voyles J, Willis CKR, Rosenblum EB (2018) Opening the file drawer:
Unexpected insights from a chytrid infection experiment. PLoS ONE 13(5): e0196851.
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0196851

A gombák harca és az íróasztalfiók Tovább
Mire jó a GMO 33 - Hatékonyabb gyógyszertermelés

Mire jó a GMO 33 - Hatékonyabb gyógyszertermelés

2018.10.06. 14:42 Sexcomb

kezdoknek.jpg

Megpróbálkoznék egy új, kísérleti módszerrel: Innentől a "Kezdőknek" címkével ellátott írásokat egyértelműen laikusoknak írom, kipróbálom, mennyire válnak népszerűvé a tényleg egyszerűbb nyelven, kevesebb lényegtelen részleten rágódó, kezdőknek íródott cikkek. Ezen túl ezt a gyűjteményt a fenti sárga címke jelöli majd.

A malária még mindig gyilkos kórnak számít, évente kétszázmillió fertőzést jegyeznek föl és hétszázezren bele is halnak. Ráadásul a malária kórokozója már eddig is több maláriaellenes gyógyszerre ellenállóvá vált, így az új gyógyszerek fejlesztése elsődleges fontosságú. Az artemizin egy ilyen maláriaellenes hatóanyag, 1972 -ben fedezte föl Tu Ju-ju kínai kutató, ezért a felfedezéséért 2015 -ben Nobel-díjat is kapott. Az artemizint az egynyári üröm nevű növény termeli, sajnos a leveleiben elég kevés hatóanyag található, a száraz tömeg 0,1-1% -át teszi csak ki. Nyilván ha rá tudnánk venni a növényt, hogy több artemizint termeljen, olcsóbbá válna maga a gyógyszer is, de ugye az egynyári üröm nemesítés még gyerekcipőben jár, egyértelműen kevésbé kutatott terület, mint mondjuk a kukoricanemesítés. Mit tehet ilyenkor a biológus?

Mire jó a GMO 33 - Hatékonyabb gyógyszertermelés Tovább
Mire jó a GMO 32. - Élő gyógyszer anyagcserezavarokra

Mire jó a GMO 32. - Élő gyógyszer anyagcserezavarokra

2018.09.05. 21:20 dolphin

mit-synlogic_0.jpg

Az első dolog, ami feltűnt Borgny Egelandnak, hogy egyébként teljesen egészségesnek tűnő kislányának, Livnek furcsa illata volt: az istállóra emlékeztető szag áradt a hajból, a bőrből, de még a vizeletből is. Aztán teltek, múltak az évek és a kislány háromévesen sem mondott egyetlen szót sem. Először senki nem aggódott, de ez később sem változott meg. Borgny második gyereke Dag, szintén hasonló tüneteket mutatott: a szag és a beszédképtelenség mindkét Egeland gyereket sújtotta. Hosszú időbe telt, amíg egy orvos, Asbjørn Følling egyáltalán szisztematikusan elkezdte vizsgálni, hogy a két tünet összefügg-e.

Mire jó a GMO 32. - Élő gyógyszer anyagcserezavarokra Tovább
Szemeseknek áll a világ

Szemeseknek áll a világ

2018.09.03. 15:10 dolphin

jellyfish_eye.jpg 

A szemevolúció mindig is hálás téma és egyike azon eseteknek, amikor a kreacionisták ignoranciából származó érvét (miszerint a komplex szem nem alakulhatott ki lépésenként) remekül lehet felhasználni pont annak a szemléltetésére, amit cáfolni szerettek volna.

Szem, pontosabban fényérzékelő szerv sokszor kialakult az evolúció során. Elég csak a klasszikus, gerinces szem mellett a rovarok összetett szemére és a lábasfejűek más logikán működő kameraszemére gondolni, hogy belássuk ezek bizonyosan egymástól függetlenül jöttek lére - és ha egy csoporton belül jobban szétnézünk, akkor gyakran az is látható, hogy több, különböző logikájú és fejlettségű szem is megjelenhet, ami szintén azt sugallja, hogy a szem-szerű szervek evolúciója, ha már vannak fényérzékeny sejtek, viszonylag logikus kimenet.

(Az alábbi összefoglaló ábrán az összetett szemeket oválisok, az egyetlen kamrával rendelkezőket pedig négyzetek jelölik. A színkódok elkülönítik az egyszerű, árnyékok érzékelésére alkalmas látószerveket (piros), a lencséket használóktól (kék) és a tükröződő felületekkel operálóktól (zöld).) 

eyes.jpg

Akadékoskodók persze felvethetik, hogy ezek a szemek szintén nem jöhetnek egy lépésben létre - de természetesen ilyesmit nem is állít és például a puhatestűek esetében jól láthatók egyes fajokban azok az "átmeneti" struktúrák, amelyeket létezését már a korai, egyszerű számítógépes szimulációk is kiadták.  

mollusc_eyes.jpg

Pár hete a Current Biology-ban jelent meg egy tanulmány, ami az egyik legegyszerűbb felépítésű állatcsoport, a csalánzók esetében nézi meg molekuláris kladisztikát használva, hogy hányszor is alakulhattak ki "szemek".

Az már az ultrastruktúrájuk alapján is valószínű volt, hogy ennyire különböző látószervek, mint az alábbi ábrán is láthatók (illetve röpke évtizede már írtam a kockamedúza remek szeméről is), egymásból nehezebben származtathatók, mint egy szem-mentes állapotból, de hogy ebben biztosak lehessünk, ahhoz kellett egy nagy pontosságú filogenetikai fa és azon rögtön jobban látszik, hogy sok "szemes" csoport közvetlen rokonságában szinte kizárólag szem nélküliek vannak.

jellyfish_eye_3.jpg

Ez pedig már az egyszerű kladisztika szintjén is azt sugallná, hogy vagy a közös ősnek is volt valami szemre emlékeztető szerve, ami nagyon sokszor elvesződött az evolúció során, vagy többször - konkrétan nyolcszor - kialakult ebben az állatcsoportban is. A cikk szerzői ez utóbbi álláspont mellett teszik le voksukat és ennek alátámasztására megvizsgálják a különböző szemekben fellelhető opszinokat is - ti., ha a szemek újból és újból eltűntek volna, akkor a látószervvel rendelkezől szemében levő opszinok szorosabb rokonságot kellene mutassanak (monofiletikus csoportot alkotnának). De nem ezt látjuk, ami megintcsak azt támasztja alá, hogy a csalánozó szemek sokszor, egymástól függetlenül jöttek létre.

jellyfish_eye_2.jpg

Ami persze nem teljesen véletlen, hiszen még a szemmel nem rendelkező fajok esetében is a bőrben számos fotoreceptív sejt van. Ezeket használta fel aztán az evolúció, hogy a korábban emlegetett szimulációknak megfelelően, újból és újból szemfoltokat, vagy annál is komplexebb struktúrákat hozzon létre.   


Picciani N, Kerlin JR, Sierra N, Swafford AJM, Ramirez MD, et al. (2018) Prolific Origination of Eyes in Cnidaria with Co-option of Non-visual Opsins. Curr Biol 28(15): 2413-2419.e4
Treisman JE (2004) How to make an eye. Development 131(16): 3823-7

Szemeseknek áll a világ Tovább