2006. január 10., kedd

 

Re: Hwang

 kineto | 1:04 | Humán

kineto (2005/11/24) Kapcsolódva dolphin korábbi Hwang cikkeihez egy új fejlemény: Hwang prof ma lemondott az összes posztjáról. Érdekesség: azért kutatni fog továbbra is. :-O Összefoglaló cikk itt.

dolphin (2005/12/02) Lassan a "Végtelen történet" lesz ebből a sztoriból, de néhány újabb csavarról számolnék be. Az aktuális The Economist egyik cikke is foglalkozik a botránnyal, és egy érdekes összefüggésre hívja fel a figyelmet: minnél nagyobb zajt csapott a Nyugati média az ügy körül, annál szorosabbra zárt a koreai társadalom szimpátiája Hwang körül. Ennek egyik oka a nacionalizmus (a koreaiak igen büszkék Hwangra, aki munkájával fontos tényezővé tette országukat az élettudományok terén), a másik pedig az eltérő kulturális gyökerek. Az erős konfuciánus hatás miatt (amely az életet a születéstől számítja) az őssejt kutatás eleve kevésbé vert etikai hullámokat a kelet-ázsiai országban, így a koreaiak most úgy érzik, hogy a botránnyal a Nyugat rájuk akarja erőltetni az értékrendjét. A szimpátiaár eredményeként nők százai jelentkeztek petesejt-adásra és számos helyi vállalat felfüggesztette a reklámaiat a sztorit megszellőztető Munhwa Broadcasting Company (MBC) tévéadón, így azt nehéz anyagi helyzetbe hozva.
S hogy a történet még bonyolultabb legyen: a napokban az MBC azt állította egyik filmjében, hogy a Hwang labor adatokat hamisított az ominózus Science cikkhez és a "klónozottnak kikiáltott" őssejtvonalak genotípusa a valóságban nem egyezett meg a donorok genotípusával (azaz nem valódi klónok voltak). A kutatócsoport (természetesen) vehemensen tagadja a vádat, arra hivatkozva, hogy publikálás előtt a Science szerkesztősége is ellenőrizte az adatok valódiságát. A saga (kétségtelenül) folytatódik.

dolphin (2005/12/15) Na hát igen, elérkeztünk folytatásos koreai teleblogregényünk újabb fejezetéhez. Az előzőleg már említett MBC riport nem maradt teljesen viszhang nélkül és egyre terjednek a vádak az adathamisításról, amelyek értelemszerűen már messze-messze túlmutatnak az erdeti etikai problémán. Mint arról mind a Nature, mind a Science beszámol, az egyik koreai biomed-fórumon fellángoló vita eredményeként, az egykori Science cikk több adata is megkérdőjeleződött. Egyrészt kiderült, hogy az egyik kép kvázi duplikátum (ezt azóta Hwang is elismerte, de állítólag már pótolta a szerkesztőségnek), másrészt néhány fórumozó annak a véleményének adott hangott, hogy a donorok és klónozott sejtvonalak azonosságát igazoló ábra túlságosan tökéletes (az ilyen esetben a biológiai rendszerek stochaszticitása miatti sejtenk közti különbséget gyakorlatilag nem észlelhető), vagyis, lehet, hogy hamisítva van. A növekvő nyomás részeként (vagy eredményeként) a múlt heti Science-ben számos neves őssejtkutató, köztük Dolly klónozója, Ian Wilmut is, nyílt levélben fordult Hwanghoz, hogy a gyanú feloszlatása végett bocsássa mintáit egy független labor rendelkezésére, hogy azok megismételhessék a kontrollokat.
Szintén a fokozódó botrány részeként Schatten hirtelen felkérte a Science-t, hogy töröljék a nevét az eredeti cikk szerzői közül. Ez az eljárás egyébként véleményem szerint nem korrekt, főleg egy levelező-társszerző részéről, akinek elvileg ugyanakkora rálátása kellett (volna) legyen a kutatásra mint Hwangnak. (Ha Schatten kiélvezte a rivaldafényt amikor a cikk megjelent, akkor most ezt a részt is vállalnia kell.) A Science szerkesztősége is hasonló okokból elutasította a kérését: "Retraction of a paper requires the agreement of all authors. No single author, having declared at the time of submission his full and complete confidence in the contents of the paper, can retract his name unilaterally, after publication, and while inquiries are still under way."
Mik lehetnek a távlati következmények? Hwang sorsától függetlenül (amely lehet a teljes megszégyenülés vagy teljes rehabilitáció) az bizonyosnak látszik, hogy valamilyen szinten az egész őssejt-kutatás jövője mérlegen van. Ha a vádak beigazolódnak, nemcsak egy úttörő cikkel lesz kevesebb a szakirodalomban, hanem az etikailag már eddig is göröngyös tudományterület további nehézségeknek és szkepticizmusnak néz elébe. Ennek ellenére, mégis azt mondanám, hogy tágabb értelemben bármi is legyen a vizsgálat eredménye, a tudományos világ jól járhat az üggyel, hiszen bebizonyosodik, hogy a tudományon belül a kontroll, a peer-review, akármennyire is nem tökéletes, mégis működőképes, azaz az egyes tagjainak devianciáit a kutatótársadalom egésze kompenzálni tudja.

dolphin (2006/01/10) Na igen, eljött a napja az utolsó felvonásnak. Ma tette ugyanis közzé a Seoul National University által megbízott bizottság a vizsgálatának eredményét, ami csöppet sem hízelgő: Hwang 2005-ös, terapeutikus klónozással foglalkozó Science cikke teljes egészében kamu, és valószínű, hogy az egy évvel korábbi humán őssejt klónozással foglalkozó cikk néhány eredménye sem valós. Ellenben Snuppy, a klónozott agár valóban az aminek mondták.
Hwang tudományos karrierjének ezennel minden valószínűség serint befellegzett, hiszen ehhez fogható hamisítást a közelmúltban, talán csak az egykor a Bell Labs-ben dolgozó Jan Hendrik Schön tudhat magáénak. A kérdés az, hogy egy amúgy nem tehetségtelen kutató, akinek vannak nagyon szép és jelentős eredményei is, miért vetemedik ilyesmire? A válasz nem könnyű, sokan a koreai tudomány túlságosan teljesítményorientáltságát emelték ki. Szerintem azonban valószínű, hogy van egy erős emberi komponens is jelen, amit az említett körülmény hoz a felszínre. Hwang reakcióinak fényében, azt hiszem, hogy Ő valóban azt hitte, hogy meg tudja csinálni azt amiről beszél. Aki már huzamosabb időt töltött el kutatással, mind átélte, hogy érzi, tudja mi kell legyen a kísérlet eredménye, de folyamatos technikai (és néha nem csak) gondok miatt nem jön ki. Frusztráló, és gyakran akár egy félév-év elmegy egy szimpla kísérlet ismételgetésével. Azonban pont ez az egyik dolog amit mindenkinek meg kell tanulni aki kutatással foglalkozik: hogyan kezelje a kudarcot. Hwang a jelek szerint vagy nem tanulta meg, vagy már elfelejtette a leckét és ez lett a végzete.
Mit lehet erre még mondani? "S ily magasról porba hullni, mily keserves hullomás!"

Előzmények: Hwang őssejt etikája | Hwang

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2006. január 7., szombat

 

Macskák

 dolphin | 3:35 | EvoDevo

Az esélyegyenlőség jegyében kutyák után essen szó macskákról is.
Az aktuális Science egyik cikke a macskafélék családfájának felgöngyölítésébe kezdett bele. A Felidae családba tartozó fajok különböző DNS szakaszainak összehasonlítása alapján egy folytonos vándorlással egybekötött speciáció, azaz fajkeletkezés képe sejlik fel.

A mai macskafélék utolsó közös őse Ázsia sztyeppéit rótta úgy cirka 11 millió éve. A családfa első elágazására, amely a nagymacskákat magába fogaló Panthera vonal keletkezését jelzi, 10.8 millió éve került sor. Ezt követte a borneói vörösmacska illetve a karakál vonalának önállósodása, illetve utóbbi Afrikába vándorlása (M1). Közben egy másik csoport (az ocelot, a hiúz, a házimacska, a leopárd és a puma őse) az akkor meglevő földhídon keresztül É-Amerikába kóborolt el (M2), sőt az ocelotot létrehozó ősi populáció meg sem állt D-Amerikáig (M3). Mások azonban nem lehettek teljesen elájulva a lehetőségektől mert visszatértek Eurázsiába (M4). Ezzel azonban még koránt sincs vége a kóborlásnak sőt, most kezdődik csak igazán (talán nem véletlen, hogy a házimacska is imád csavarogni, már ősei sem csináltak mást, igaz, ők egy kicsit nagyobb léptékben "gondolkoztak"). Például a gepárdok ősei a puma vonalból váltak ki és É-Amerikából Ázsián át érkeztek el Afrikába (M5). Hasonlóan, az ázsiai és európai hiúzok ősei szintén É-Amerikából vándoroltak "vissza" (M6), miközben az ázsiai nagymacskák egy része É-Amerikába (jaguár - M7) illete Afrikába (oroszlán - M9) csatangolt.Végül pedig az afrikai vadmacskák ősei is eljutottak Ázsiából későbbi élőhelyükre (M10).

A tanulmány egyetlen szépséghibája lehet, hogy amint a Loom-on is rámutatnak: igazából a fosszilis anyagot főleg a molkeuláris óra "beállításához" veszi igénybe (hogy pontosan meg tudják becsülni, hogy egyes DNS mutációk milyen ütemben halmozódhattak fel) és ahhoz pedig, hogy pontosan hol történtek az egyes fajkialakulások, alig.

Johnson WE, Eizirik E, Pecon-Slattery J,Murphy WJ, Antunes A, Teeling E, and O'Brien SJ (2006) The Late Miocene Radiation of Modern Felidae: A Genetic Assessment. Science 311: 73-77.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2006. január 3., kedd

 

"... madaraknak fogsor" - Csökevény szervek 2.

 dolphin | 1:00 | EvoDevo

A csökevény szervekről szóló sorozat első részében a kígyók satnya végtagjait és a csökevényesség fejlődésbiológiai hátterét vettük górcső alá, most pedig, hogy a Doktor Bubó címdal lehetőségeit teljesen kiaknázzam, a madarak (nem létező) fogainak eredünk nyomába.

Persze, hogy megértsük, miért nincs foga a madaraknak, előbb azt kell röviden felvázolni, hogy más állatoknak (elsősorban egereknek) miért van. Az emlős fog a száj (orális) epitélium és az alatta fekvő, velősánc eredetű mesenchymális szövet kölcsönhatásának eredményeként jön létre (1. Ábra). Ez talán nem hangzik bonyolultan, de ha jól belegondolunk, fogsorunknak a szájban elfoglalt helyzete, az egyes fogak ezen belüli pozíciója, típusa és száma meglehetősen pontos pozícionális információt igényel, ami nagyszámú transzkripciós faktor kölcsönhatásával és átfedésével jön létre. (Akit esetleg érdekelnek a pontos részletek, annak az [1]-t ajánlanám a figyelmébe.) Ezen faktorok expressziójának változtatgatásával elérhető, hogy a pozicionális információ megváltozzon, s így vagy egyáltalán ne történjen az adott helyen fogképződés, vagy a létrejövő fog identitása megváltozzon (például egerekben metszőfogak helyett örlőfogak jöjjenek létre).


1. Ábra: A fogkialakulás kezdeti lépése az orális epitélium megvastagodása, majd betüremkedése az alatta fekvő velősánc eredetű mesenchymába. Ezt az utóbbi kondenzálódása követi, így létejön a fogbimbó. Az epitélium betüremkedése folytatódik, mígnem végül fokozatosan körbeveszi az összetömörülő mesenchymális sejteket. Az utóbbiakkal határos epiteliális sejtekből speciális, zománcot termelő ún. ameloblasztok jönnek létre, míg az epiteliális sejtekkel szomszédos mesenchymális sejtekből dentin termelő odontoblasztok keletkeznek.[1].

Az elfogadott okoskodás szerint a madarak ősei úgy 60-80 millió éve vesztették el a fogaikat, bár korai embrionális fejlődésük során megfigyelhető az emlős fogképződés kezdeti szakaszára emlékeztető epitélium megvastagodás. (Itt jegyezném meg a post legelején illusztrációként használt Archeopteryx koponya kapcsán, hogy minimum erősen vitatott, mennyiben is tekinthetők ezek a lények a mai madarak őseinek, bár kétségtelen, hogy számos cikk ezt készpénzként kezeli.) Hogy miért, ahhoz legegyszerűbb megint megnézni a már említett transzkripciós faktorok expresszióját a legkedveltebb madár „kísérleti nyúl”, a csirke egyedfejlődése során. Mint az kiderült számos fontos transzkripciós faktor (fgf8, pitx2, barx1, pax9) jelen van a megfelelő helyen és időben a csirke orális epitéliumjában, de néhány kulcsmolekula (bmp4, msx1, msx2) hiányzik ill. nem a megfelelő helyen van jelen. Ezek közül is talán az egyik legjelentősebb a bmp4, amely a csőr alakjának kialakításában is kulcsszerepet játszik (2. Ábra) és amely expressziója a szóban forgó területen alig észlelhető. Mivel mesterségesen adagolt BMP4 nemcsak a fogbimbóra emlékeztető struktúra kialakítását okozza, hanem a fogképződés során jellegzetes sonic-hedgehog (Shh) kifejeződését is indukálja, az egyik elfogadott nézet szerint a fog elvesztése a bmp4 szabályozásában bekövetkező változásnak köszönhető.[2]

Egy másik kísérleti eredmény azonban egy másik lehetőséget is felvet: egy kutatócsoport kicserélte a csirkeembriók orális mesenchymáját egérembriók megfelelő szöveteire (egész pontosan az orális mesenchyma kialakulásáért felelős velősáncot cserélték le), és fogakra igencsak hasonló képződmények kialakulására figyelt fel (2. Ábra) [3] (bár ezek pontos helyzetét nehéz meghatározni, hiszen a szövettranszplantáció eredményeként létrejövő kiméra eléggé amorf lényt hoz létre). Vagyis megfelelő körülmények esetén a csirkék száj-epitéliuma képes beindítani a fogképződés programját az alatta található mesenchymális szövetben, de valamiért a csirke mesenchyma nem fogékony ezekre az induktív jelekre. Felthetően mind ez, mind a BMP4 expresszió megváltozása oka, hogy a madaraknak nincsenek fogai, azonban, hogy melyik változás is volt előbb, az ma még igazi tyúk-tojás probléma. Hiszen ha egyszer valamilyen szabályozás elromlik és nem alakul ki a fogkezdemény, a fogkialakulás további lépéseiben fontos szabályozó szekvenciák is szabadon változhatnak, mivel ennek többé nincsen tétje. (Olyannyira így van ez, hogy bár az említett kísérletekben ahhoz nem fér kétség, hogy a fogképződés további lépéseit sikerült elindítani, tökéletes fog egyszer sem jött létre – bár kérdéses, hogy miként is nézne ki a madarak tökéletes foga ...)


2. Ábra: A csirkeembriók szájkezdeményének bizonyos részein az epitéliumban a bmp4 expressziója kevésbé intenzív, mint egerekben. (a, b). A csirke epitélium és egér mesenchyma kölcsönhatásának eredményeként fogszerű képződmények jönnek létre, és a betüremkedő (csirke) epitélium a fogképződésre jellemző cPitx2 faktort expresszálja (oe = orális epitélium, m = mesenchyma, t = fogszerű képződmény).

[1] Tucker A., Sharpe P (2004) The cutting-edge of mammalian development: how the embryo makes teeth. Nat Rev Gen 5: 499-508.
[2] Chen YP, Zhang Y, Jiang TX, Barlow AJ, St. Amand TR, Hu Y, Heaney S, Francis-West P, Chuong C-M, Maas R (2000) Conservation of early odontogenic signaling pathways in Aves. PNAS 97(18): 10044-10049.
[3] Mitsiadis TA, Cheraud Y, Sharpe P, Fontain-Perus J (2003) Development of teeth in chick embryos after mouse neural crest transplantations. PNAS 100(11): 6541-6545.

Előzmény: "Kígyóknak lábsó..." - Csökevény szervek 1.


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 28., szerda

 

Egerek és jellemek

 dolphin | 16:34 | EvoDevo Viselkedés

Néhány hete már esett szó arról, hogy a di- és trinukleotid ismétlődéseknek (mikroszatellitáknak) milyen kulcsszerepe lehet az evolúciós folyamatokban. Az akkori postban utóbbiakra kerestem példát, bemutatva, hogy milyen hatása lehet annak, ha ezen ismétlődések száma a fehérjét kódoló DNS szekvencián belül változik. Azonban számos fajban a genomot alkotó DNS nagy része nem kódol fehérjéket, így logikus, hogy számos mikroszatellita növekedése vagy csökkenése nem érinti közvetlenül a kódoló régiókat. Érintheti ellenben az egyes gének szabályozó részeit, mint hamarosan kiderül.

Logikus okokból ahhoz, hogy a genomban megjelenő kismértékű változások és génexpressziós vagy viselkedésbeli különbségek között egyértelmű megfeleltetést találhassunk, arra van szükség, hogy a vizsgált egyedek közötti genetikai különbségeket minimalizáljuk, azaz ezek lehetőség szerint azonos vagy közeli rokon fajokhoz tartozzanak. Jó példa erre, hogy míg egyes amerikai egér (Microtus) fajok (pl. prériegér) életük végéig tartó monogám kapcsolatban élnek, addig közeli rokonaikra (hegyi egerek) ez egyáltalán nem jellemző, sőt előbbiekkel szöges ellentétben az apák egyáltalán nem vesznek részt az utódgondozásban. Azt már korai vizsgálatok kiderítették, hogy a két faj között az egyik különbség a vazopresszin-1a receptor (v1ar) expressziójában rejlik, s ennek egyik lehetséges oka a szabályozó régióban található mikroszatellita hosszában felfedezhető eltérés lehet (a szociális fajokban hosszabb, míg az antiszociális fajokban rövidebb). Mivel azonban a vizsgált fajok között természetesen más genetikai eltérések is voltak, nem lehetett kijelenteni, hogy a viselkedésbeli különbség teljesen egyértelműen ehhez a dinukleotida ismétlődéshez köthető-e.


1. Ábra: A v1ar gén szabályozó szekvenciájában egy mikroszatellita található.

A kutatók segítségére sietett azonban a természetes variabilitás, hiszen, mint kiderült, a prériegerek különböző földrajzi populációi között is megfigyelhetők különbségek a V1aR szabályozó szekvenciájának szóban forgó részében, még ha nem is annyira drasztikusak, mint az egyes fajok között. S így ennek segítségével természetesen ki lehetett szűrni a genetikai "háttérzajt" és azt vizsgálni, hogy milyen hatása van önmagában a mikroszatellita méretének a gén kifejeződési területére és az egerek viselkedésére.
2. Ábra: A hosszabb dinukelotida ismétlődést hordozó hím egerek gondosabbak az utódgondozásban, mint rövid ismétlődésű társaik.

Mint az kiderült, a hosszabb ismétlődéssel rendelkezo hímek sokkal szociálisabbak és szignifikánsan több időt töltenek mind párjukkal, mind az utódok pátyolgatásával, mint rövid ismétlődéssel rendelkező rokonaik (2. ábra). Sőt, a V1aR expressziója is különbözik az egyes példányok között (3. ábra), az egyik fontos különbség pont a rágcsálók viselkedése szempontjából fontos szaglógumóban figyelheto meg.

Ezen adatok miatt különösen érdekes lehet, hogy az emberi V1aR gén szabályozó részében négy mikroszatellita is található, amelyek közül ketto egy deléció következtében hiányzik a csimpánzokból, de jelen van a párkapcsolatuk szorosságáról ismert bonobókban. Sőt, néhány megfigyelés szerint valamiféle összefüggés létezhet az autizmus és az említett ismétlődések között. Természetesen óvatosan kell bánni a nagyívű következtetések levonásával, de érdekes további vizsgálatok tárgya lehet, hogy mennyiben befolyásolja a V1aR szabályozása az emberi interakciókat.


3. Ábra: A mikroszatellita hossz és a génexpresszió között erős összefüggés van. A hosszabb szekvencia intenzívebb expressziót okoz a szaglógumóban (B vs E) és a dorzolaterális septumban (dLS) (C vs F), két olyan agyi területen, melyeket korábbi megfigyelések a viselkedéshez kapcsoltak. Ugyanakkor egyes kortikális területeken és az amygdalában csökken az expresszió (D vs G).
Hammock EAD and Young LJ (2005) Microsatellite instability generates diversity in brain and sociobehavioural traits. Science 308: 1630-1634.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 20., kedd

 

ID = Kreacionizmus

 dolphin | 17:20 | Áltudományok

És most már papír is van róla. Néhány perce John E Jones II, a Kitzmiller vs Dover School Board per bírája közzé tette, az ítéletet (a teljes doksi - 139 oldal - itt érhető el). Talán a kulcsmegállapítása (az egészet nyilván még én sem olvastam):

"ID cannot uncouple itself from its creationist, and thus religious, antecedents."
A történet valószínűleg még nem ér véget, mert bár az új összetételű doveri iskolai tanács nem fogja megfellebbezni a döntést, Amerikáról lévén szó, amíg az ügy nem jut el a Legfelsőbb Bíróságig és az ID biológia órán való tanítása a "tudományos kreacionizmus"-hoz hasonlóan nem lesz megfellebezhetetlenül alkotmányellenesnek nyilvánítva, addig nem fognak lenyugodni a kedélyek. Addig is azonban ez egy szép karácsonyi ajéndék mindenkinek, aki számára valóban fontos a tudomány, a tudományos gondolkozás fejlődése. Kellemes Ünnepeket (mert korántsem biztos, hogy lesz időm addig újból posztolni ;-)))


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!
 

Kis hvg.hu kritika

 dolphin | 6:01 | BioBulvár

Nahát igen, sajnos az MTI ill. a ráhivatkozó hvg.hu sem arról lesz híres, hogy a tudományos irományaik pontosságát gondosan ellenőrizzék, neagyisten, a tudományos szerkesztő elolvassa a szóbanforgó cikkeket, s ne csak unottan és szórakozottan másolgasson valami külföldi hírportál anyagából. (Csak tudnám, akkor vajon miért fizetik...?!?)
Szóval mint az igazából kiszámítható volt, örömmel lovagolták meg Ők is az előzőleg már kritizált "ezagénabőrszíngén" mániát, de ez még jelen esetben a kisebbik baj. A nagyobb ez itt:

"A genetikusok rákkísérleteket folytattak halakon, amikor felfedezték a kérdéses gént."
Mondjunk bombasztikusat, nem baj ha nem is igaz. Mint előző hozzászólásból is kitűnik erről szó sem volt. Egyszerűen egy hal pigmentáció mutánst vizsgáltak. Annyiban jött ide a melanóma, hogy valamelyik híradónak nyilatkozva Keith Cheng utalást tett arra, hogy egyszer majd akár ezzel is kapcsolatba hozható lesz a felfedezett gén.
Emellett valóban eltörpül, hogy Cheng-et "a Pennsylvaniai Egyetem orvosi karának rákszakértője"-ként aposztrófálják. Ezzel az a gondom, hogy a "Pennsylvaniai Egyetem" semmitmondó és félrevezető lehet. Pennsylvániában két nagy egyetem van (illetve van több is, de azok neve szempontjából a hír nem lenne félrevezető), az egyik az Ivy League-hez tartozó University of Pennsylvania (UPenn vagy Penn), amelyik egy Philadelphiában található magánegyetem, a másik pedig a Penn State, amely egy állami intézmény, több campusszal Pennsylvania szerte (ahol Cheng dolgozik, az a csokigyáráról híres Hershey-ben található). (Egyébként pont amiatt, hogy külföldiek gyakran keverik a két egyetemet, a UPennen gyakran lehet látni embereket "NOT Penn State" feliratú polóban.)


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 19., hétfő

 

Bőrszínek

 dolphin | 4:23 | EvoDevo Humán

Miért különbözik egyes emberi csoportok bőrszíne? Nyilván nem azért alakult így, hogy hosszú évszázadokon keresztül, a "mi" és "ők" kategóriák fenntartóinak munícióként szolgáljon, mert a természet nem foglalkozik ilyen hülyeségekkel. Annak, hogy különböző éghajlatokon különbözik az egyes emberek bőrszíne, kőkemény élettani okai vannak. Azokon a területeken, ahol erősen süt a nap és nagy az UV-A sugárzás a fekete bőrszín kiszűri a DNS-ben kárt okozó napsugarakat (éppen ezért sokkal alacsonyabb ezeken az égöveken a sötétbőrszínüek körében a bőrrák aránya), illetve megvédi a lebomlástól a DNS szintézishez fontos folát nevű molekulát. Ugyanakkor a napfénynek nemcsak káros hatása van, hanem nagyon fontos a D-vitamin szintéziséhez, ezért mérsékelt égöveken, ahol a napfény nem annyira erős, a világos bőrszín sokkal több előnnyel jár. A bőrszín egy melanin nevű pigmenttől függ, amelyet a bőrben található sejtek, a melanociták termelnek speciális sejtorganellumaikban a melanoszómákban (világos bőrű emberekben ennek a termelésnek a beindulásához erős napsütésre van szükség, ezért "barnulunk" le a tengerparton). A bőrszínek közötti eredendő különbség ezen melanoszómák számából és nagyságából ered.

Annak ellenére, hogy a bőrpigmenttáció sejttani alapjairól sokat tudunk, a genetikai háttér elég homályos. Eddig főként a melanocortin-1 receptor (MC1R) fehérje szekvenciája és a bőrszín között írtak le összefüggést [1], most azonban egy újabb gént lehet a listához adni (a jól csengő és könnyen megjegyezhető slc24a5-ről van szó) és ezúttal némi funkcionális adatsor is alátámasztja ezt a megfigyelést [2].
A felfedezés egy zebrahal mutánsnak köszönhető, amely a narancssárgás színe miatt a golden keresztnévre hallgat. Ha hinni lehet a szakmabeli pletykáknak, Keith Chang csoportja közel tíz éve klónozgatta a mutációt okozó gént, míg végül siker koronázta törekvéseiket, olyannyira, hogy az eheti Science címlapjáig (majd onnan a vezető hírportálokig) jutott az eredményük.

1. Ábra: A golden zebrahalak bőrében kisebb és halványabb melanociták találhatók (A,B). [2]

A golden zebrahalak pigmentációjának hibája ahhoz vezet, hogy a melanocitáik kisebbek és halványabbak, bennük kevesebb melanoszóma van (naná, hogy jó modellnek tűnt az emberi bőrpigmentáció tanulmányozásához is) (1. Ábra). Mint azt a hosszas klónozás eredménye kiderítette, a mutációt egy iontranszporter, a már említett SLC24A5 szekvenciájának megváltozása okozza, amely egy diszfunkcionális (és ezért még mRNS korában lebomló) fehérjét hoz létre. Maga az iontranszporter a sejt belsejében található, feltételezhetően a melanszómához tartozó membránokban mutatható ki, s a Ca2+ ionok bejutását segíti elő az említett sejtstruktúrába, illetve szerepe lehet a melanoszóma pH-jénak szabályozásában is. (Mivel ez a két esemény fontos a melanoszóma enzimjeinek működéséhez, könnyű levonni a következtetést, hogy mivel jár, ha a transzporter nem működik.)

Ami igen érdekes, hogy a mutációt ellensúlyozni lehet, nemcsak a normális zebrahal slc24a5 gén mRNS-ének a halembrióba való bejuttatásával, hanem a humán megfelelővel is, ami azt sugallja, hogy az emberekben a gén igen hasonló funkciókat tölthet be. Ez vezetett oda, hogy a kutatók az emberi genetikai állomány variációit feltérképező Hap-Map Project segítségével elkezdték vizsgálni, hogy van-e összefüggés a gén variációi és a bőrszín között. Egyetlen nukleotida különbséget fedeztek fel, amely a fehérje szinten egy aminosav (Ala->Thr) cseréjét okozta. Míg a 111. aminosavpozícióban levő ősibb alanint (Ala111) kódoló szekvencia 93-100% arányban szerepelt az afrikai-, indián-, vagy kelet-ázsiai származású mintákban, addig az újkeletű threonint (Thr111) kódoló DNS 98.7-100%-ban dominálta az európai genetikai állományokat.
Remélem ezen a ponton egy kicsit mindenki felkapta a fejét, hiszen a fent leírtak alapján ez nem lehet "A" bőrszín gén, hiszen az ősibb variáns jelen van a világosabb bőrű kelet-ázsiaiakban is. Való igaz (épp ezért igen bosszantó, újságírói slendriánság, hogy a főbb újságok és portálok már-már úgy aposztrofálták a hírt, mintha a bőrszínt kódoló egyetlen génről lenne szó), de nem is meglepő, hiszen a bőrszín tipikusan több gén által kódolt, ún. multigénes tulajdonság, nem véletlen hogy igen sok bőrszín árnyalat létezik. Az azonban bizonyítható, hogy az SLC24A5 polimorfizmusának köze van a bőrszínhez: összehasonlítva különböző populációkban a bőrszínárnyalatokat, egyértelműnek tűnik, hogy a sötétebb szín az ősi allélal van kapcsolatban. Sőt kis statisztikázással azt is kihozták a mintákból, hogy az iontranszporter gén polimorfizmusa, az európai-afrikai bőrszínkülönbség kb. 25-38%-áért felelős. Az azonban sajnos nem derül ki, hogy az említett emberi polimorfizmus milyen funkcionális következménnyel jár. Míg a zebrahal esetében egyértelmű, hogy a pigmentáció eltérést a mutáns esetében fehérjét kódoló mRNS gyors lebomlása okozza, addig az emberekben nincs ilyesmiről szó, csak egy kisebb szekvenciaeltéres figyelhető meg a különböző bőrszínű egyének esetében. Ez valószínűleg az SLC24A5 működésére van kihatással, de hogy pontosan mi történik az még a jövő zenéje.

[1] Harding RM, Healy E, Ray AJ, Ellis NS, Flanagan N, Todd C, Dixon C, Sajantila A, Jackson IJ, Birch-Machin MA, Rees JL. (2000) Evidence for variable selective pressures at MC1R. Am J Hum Genet. 66(4): 1351-1361. Epub 2000 Mar 24.
[2] Lamason RL, Mohideen MA, Mest JR, Wong AC, Norton HL, Aros MC, Jurynec MJ, Mao X, Humphreville VR, Humbert JE, Sinha S, Moore JL, Jagadeeswaran P, Zhao W, Ning G, Makalowska I, McKeigue PM, O'donnell D, Kittles R, Parra EJ, Mangini NJ, Grunwald DJ, Shriver MD, Canfield VA, Cheng KC. (2005) SLC24A5, a putative cation exchanger, affects pigmentation in zebrafish and humans. Science 310: 1782-1786.


Na, ehhez szólj hozzá (1) | Főoldalra vele!

2005. december 18., vasárnap

 

Lapszemle vagy mi

 dolphin | 7:05 | BioBulvár Áltudományok

A Népszabadság "Hétvége" mellékletében két cikk is foglalkozik az amerikai ID mozgalom helyzetével ("Elmossa a vízözön a tudományt?" ill. "Akcióban a neokreo"). Kritikus leszek/vagyok, szóval a két cikk (főleg a második) egész tűrhető a laikus olvasó szempontjából, de az előbbinek az első, míg utóbbinak az utolsó bekezdésében van egy-egy hiba. Először is:

"A "tudományos teremtéstant" hiába ítélik el a tudomány, sőt a vallás képviselői is, megint nagy a veszély, hogy bekerül a tantervekbe."
Itt az a gond, hogy a "tudományos teremtéstant" (aka. "scientific creationism") már nem tehetik be a tantervebe, mert annak tanítását alkotmányellenesnek ítélte a Legfelső Bíróság (Edwards vs. Aguillard, 1987). Az megint más kérdés, hogy az ID tartalmilag lényegében ugyanaz, mint a "tudományos kreacionizmus", de nem kell fölösleges támadási felületet adni.

A Horváth Gábor cikket  jobbnak érzem, jól indít Patt Robertson demagóg szövegének abszurditását hangsúlyozva, és még a Wedge- (Ék) dokumentumról is esik szó, ami plusszpont ;-)) Azonban legvégül akad egy logikai gikszer:

"Ebből a szempontból is kulcskérdés, hogy a neokreo segítségével sikerül-e a XXI. században életben tartani minden vallás alaptételét: a világot Isten teremtette."
Az, hogy a világot/univerzumot Isten teremtette-e vagy sem valamilyen szinten egy eldöntheteten filozófiai kérdés marad talán örökre. DE: a doveri per és az egész kreacionista-evolucionista vita nem erről szól, hanem arról, hogy működik-e az evolúció, megmagyarázható-e vele az élővilág sokszínűsége. Ez pedig már nem egy filozófiai kérdés már, hanem igencsak tudományos. A válasz pedig, természetesen: Igen, miazhogy.

Ha pedig már így belejöttem a kritizálásba, akkor essen még szó az origo cikkéről ("A beperelt darwinizmus"), még pontosabban a hozzákapcsolódó szavazásról. Ugyan az állás elég dinamikus és pl. 1700 és 2300 szavazat között sokat változott, az jól látható, hogy többen gondolják úgy, hogy az evolúcióelmélet mellet az ID-t netán oktatni kellene. Természetesen a minta ki tudja, hogy mennyire reprezentatív, de most gondoljuk, hogy az említett szempontból az. A helyzet nem ad sok okot vidámságra sőt, azok számára kellene ébresztőként szolgáljon, akik azt gondolják, hogy ez egy obskurus amerikai probléma, ami nem érinti Magyarországot. Itt lenne az ideje felvenni a kesztyűt és feleletet adni az ezotéria évek óta tartó térnyerésével szemben. Amikor utoljára végigjártam számos budapesti könyvesboltot, igazán színvonalas tudományos ismeretterjesztést alig-alig lehetett látni, míg ezotérikával több polcsor volt megtöltve. Szóval asszem nem kell nostradamusi tehetség megjósolni azt, hogy az áltudományok elfogadottsága terjedőben van (és igaz, hogy a Mindentudás Egyeteme igen jó szolgálatot ethetne ennek az ellensúlyozására, de így nem nagyon fog menni, sőt csak a kamutudósok malmára hajtják a vizet). Pedig szerencsére létezne más nyelveken nagy mennyiségű igen színvonalas tudományos ismeretterjesztő irodalom, de a kiadók vagy nem merik felvállalni a fordításukat, vagy egyszerűen nem kifizetődő számukra, s egyik sem egy túl bíztató dolog...
Természetesen a szavazás (jelen) állása nem feltétlenül jelenti, hogy 30%+ a kreacionisták aránya: ebben a formában nehéz eldönteni, hogy a válaszolók úgy gondolták-e, hogy az ID-t biológia órán kell-e tanítani (mert pl. filozófia-, vagy vallásórán nyilván lehetne), s ha igen azt nem csak valamilyen felfokozott és félreértelmezett liberalizmusból mondták ("adjunk egyenlő esélyt mindennek"), mert nem ismerik a tudományos módszer definícióját. Szvsz időszerű lenne, hogy az MTA komolyan el kezdjen foglalkozni ezzel a dologgal: jobb lenne minnél hamarabb felmérni, hogy hol is tart a tudománytalanság szeretete ma, már ha még valaki komolyan veszi a "tudás alapú társadalom" építését....


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!
 

Viszontválasz3 Farkas Ferencnek

 dolphin | 2:10 | Áltudományok ÉRTEM-vita

Akkor amint ígértem volt, a válaszom Farkas Ferenc levelére:

Viszontválasz3 Farkas Ferencnek


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 16., péntek

 

A mama nyolc szerető karja között

 dolphin | 7:06 | Viselkedés

A baloldali képecske által sugallmazott látszat ellenére nem a "Világok háborúja" vagy a "Támad a Mars" legújabb feldolgozásáról lesz itt szó, hanem az anyai gondoskodás megnyilvánulásának egy érdekes példájáról (a képen pedig egy fiatal puhatestű látható ;-)).
Mint arról a BBC is beszámolt, az eheti Nature-ben jelent meg egy rövid kis riport a Gonatus onyx nevű tintahal utódgondozási szokásairól. A tintahal-szex egy igen síkos és tapadós esemény, melynek következménye a nagyszámú megtermékenyített embrió (ezeket általában a puhatestű szülők szinte azonnal magukra hagyják). Azért is keletkezik nagyszámú embrió, mert gondoskodás hiányában sok közülük elpusztul, vagy egyszerűen más állatok táplálékává válik (ún. "r-stratégia"), így ennyire van szükség ahhoz, hogy néhány elérje a szaporodóképes kort (ennek ellentéte amikor csak néhány utódot nemzenek a szülők, de azokat gondosan felnevelik).
Ami a szóbanforgó tintahalat különlegessé teszi az az, hogy e faj esetében a nőstény gondoskodik az utódairól. A képeken, melyeket a kutatók 1500-2500 m mélységben vettek fel távirányítású kamerák segítségével, jól megfigyelhető, amint a nőstény karjaiban tart egy szürke "zsákot", amely lényegében egy vékony hártyából és a benne található embriókból áll. A logikus kérdés az előbb elmondottak fényében, hogy miért van szükség akkor itt szülői gondoskodásra, ha úgyis szintén sok embrióról van szó? A válasz valószínűleg abban rejlik, hogy ennyire mélyen a víz oxigénben elég szegény, így a normális növekedéshez szükség van arra, hogy az anya karjaival rendszeresen vizet áramoltasson át a "zsákon", különben oxigén hiány léphet fel. Ami szintén megkülönbözteti más tintahalaktól a G. onyx-t az az, hogy jelek szerint az embrionális fejlődés sokkal lassúbb és tovább tart mint más fajokban. Ennek szintén köze lehet a mélységhez: nemcsak kevés oxigén van, de hideg is, így a biológiai folyamatok lelassulnak.
Igazán példás szülőknek tekintehtjük ezeket az állatokat, hiszen az idő alatt amíg az utódgondozás folyik a nőstények nem táplálkoznak, és nem is mozognak túl sokat, így mire a kis tintahalak kiszabadulnak (erről itt egy videó) a zsákból és nekilátnak felderíteni a környező világot, az anyák annyira kiéheztetik magukat, hogy mozgásuk koordinálatlanná válik és enzimjeik működése is lelassul. S még így sem garancia a siker, mert ez a mélység az elefántfókák és cetek kedvelt vadászterülete, a lassan mozgó tintahalak pedig könnyű prédának számítanak...

Seibel BA, Robison BH, Haddock SHD (2005) Post-spawning egg care by a squid. Nature 438: 929.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 14., szerda

 

Ki is akkor az "utánozó majom"...?

 dolphin | 4:54 | Viselkedés

Carl Zimmer egy érdekes kutatásra hívta fel a figyelmet a NYTimesban (akinek van ideje/lehetősége annak mindenképpen ajánlom az eredeti cikk elolvasását).
A kutatók 3-4 éves gyerekek és csimpánzok tanulási és logikai képességeit hasonlították össze. A feladat az volt, hogy egy átlátszó, vagy sötét műanyagdobozban levő tárgyat kellett megkaparintani a kísérleti alanyoknak. Eddig a dolog elég egyszerű ügy, a plusz csavar az volt, hogy a kísérletvezető először megmutatta a gyerek vagy csimpánz kísérleti alanyoknak, hogy hogyan kell kivenni a szóbanforgó objektumot a dobozból. Azonban nem csak egyszerűen kinyitotta az ajtót, hanem beiktatott néhány felesleges lépést is, például egy retesz tologatását (ami valójában a dobozon belül semmihez nem kacsolódott) ill. a doboz fedelének ütögetését, mielőtt meglépte volna a lényegi lépést. A kérdés az volt, hogy mennyiben utánozzák majd őt a gyerekek/majmok amikor meg kell kaparintsák a dobozban elhelyezett tárgyat.
Mint az várható volt amennyiben a doboz sötét volt, azaz nem látszott, hogy a retesz tologatás és doboz ütögetés tök felesleges, mert semmi kapcsolatban nincs az ajtó kinyitásával, mindkét kísérleti csoport hűen követte a kísérletvezető bemutatóját. A meglepetés akkor jött amikor átlátszó dobozra áltak át: míg a csimpánzok szinte kivétel nélkül rájöttek, hogy a bevezető kis gyakorlat nem szükséges az ajtó kinyitásához, a gyerekek 80%-a, bár nyilvánvalóan szintén látta, hogy a kezdeti performansz nincs semmilyen fizikai hatással az ajtó nyithatóságára, továbbra is lelkesen elvégezte a rituálét, annyi különbséggel, hogy egyre gyorsabban hajtotta végre az egyes lépéseit.
A feltételezés (elméletnek egy kicsit kevés még azért) az, hogy pont ez a nagyfokú imitációs hajlam tette az embereket különlegessé, mert hasznossá vált amikor elkezdődött az egyre összetettebb eszközök készítése. Azaz pont a majmolási hajlamunk az egyik olyan tulajdonságunk ami megkülönböztet bennünket a majmoktól ..;-))).


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 13., kedd

 

LUCA

 dolphin | 7:10 | EvoDevo

Luca napja van, legyen hát szó Lucáról, pontosabban LUCA-ról, a ma élő organizmusok utolsó közös őséről (Last Universal Common Ancestor).
Nem tudjuk pontosan, hogy hogyan is nézhetett ki LUCA, de bizonyos sejtéseink vannak néhány tulajdonságáról. Először is mivel a genetikai kód univerzális és számos olyan fehérje ismert amelyek orthológjai elővilág mindhárom nagy ágában (Archea, Eubacteria, Eukarya) fellelhetők, meglehetős nagy valószínűséggel kijelenthetjük, hogy ezen tulajodnságok egyben LUCA tulajdonságai is voltak. Az elterjedtebb elméletek szerint LUCA leginkább egyes ma élő Gram-pozitív baktériumokra hasonlíthatott, azaz bakteriális kör alakú DNS kromoszómával, sejtmembrán és -fal által körülvett transzkripciós és transzlációs apparatussal rendelkező prokarióta lehetett. Vagy nem, legalább is ezt sugallja Eugene Koonin és William Martin egy közelmúltban megjelent cikkjükben.

A Trends in Genetics véleményrovatában közölt írásukban arra hívják fel a figyelmet, hogy az említett hasonlóságok ellenére számos alapvető különbség is akad az Archea és Eubacteria csoportba tartozó mikroorganizmusok között. A legismertebb talán az, hogy sejtmembránjuk (és ami azt illeti sejtfaluké is) összetétele alapvetően különbözik: az előbbiét izoprén-éterek, míg utóbbiét zsírsav-észterek alkotják. Sőt a DNS másolásra is igen eltérő szekvenciájú fehérjéket használnak. Ennek egyik magyarázata természetesen lehet az, hogy mivel az Archea csoportba tartozó mikróbák elsöprő többsége extremofil, azaz szélsőséges körülmények (magas hő és só koncentráció, vagy igen hideg) között éldegél, az új életmódjukhoz való alkalmazkodás során következtek be ezek a változások. Koonin és Martin azonban egy másik lehetséges megoldást ajánl: LUCA még nem rendelkezett sem sejtmembránnal, sem DNS alapú genommal, eze a két ágban később egymástól függetlenül alalkultak ki. Igen ám, de a természetesen felemrülő kérdés az, hogy akkor (szerintük) hogyan jöhetett létre egyáltalán LUCA, hiszen lehetetlen, hogy egy akár ennyire komplex organizmus spontán szerveződjön az "őslevesben".
A két kutató által vázolt lehetőség sokban építkezik a viszonylag közismert tengerfenéki hőforrás elméletre (e szerint az élet keletkezése ezekhez a képződményekhez kötött). Szerintük LUCA egy ilyen hőforrás környékén, geokémiai erők által létrehozott lyukacsos kőzetekben jelenhetett meg. Az ilyen geológiai képződmények sok kb 1-100 mikron átmérőjű hasadékot tartalmaznak, és a forrás aktivitás alatt ill. miatt állandóan növekednek, azaz állandóan új rekeszek adódnak a képződményhez. A szintén jelen levő vas-szulfid katalizátora lehetett a különböző biomolekulák létrejöttének, amelyek ezáltal egy abiotikus, de kisméretű térben "lelték magukat". A folyamat fő hajtóereje (ezúttal is) az önreplikáció irányába mutató természetes szelekció, ami egyrészt az előbb több, majd egyetlen szegmensen (szakaszon) kódolt altruista operonok megjelenéséhez vezetett (amelyek magukban kódolták a replikációhoz szükséges első géneket), másrészt lehetővé tette az első paraziták megjelenését is (akik a már említett replikációs apparátust kihasználták saját sokszorozódásukra, de ők nem kódoltak a folyamathoz szükséges fehérjét). És ezzel kb. elértünk az RNS-világhoz.
Mivel az egyes apró hasadékok között léteztek nyílások, az egyes kompartmentekből időnként egy-egy molekula populáció egyszerű diffúzió útján átkerült egy-egy szomszédos rekeszbe. Ez természetesen szelekciós tényező is volt, hiszen amelyik társaság nem tartalmazta/kódolta a replikációhoz szükséges összes elemet, az rövid időn belül nyomtalanul eltűnt. A fejlődés egy következő pontja lehetett, amikor ez az ősi genom egyfajta retrovírus-szerű replikációra tért át, azaz az RNS genom replikációjába közbe iktatódott egy kettősszálú DNS is, amiről egy RNáz segítségével íródott vissza a megfelelő orientációjú RNS (ezzel lehetne magyarázni pl. az RNáz-H jelenlétét mind az Archea-ban, mind az Eubacteria-ban).
És ez az a pont ahol az Archeák és Eubacteriák története elválik, azaz az előbb vázolt molekulaegyüttes nem más mint LUCA. Az önreplikációra képes primitív genomok ezután különböző úton, egymástól függetlenül tértek át a teljesen DNS alapú genomra (ezért különböznek a DNS replikáció komponensei annyira), ill. alakítottak ki maguknak sejtmembránt. (A felmerülő probléma itt csak annyi, hogy a sok különbözőség ellenére, van azért néhány membránfehérje is amelyik mindkét csoportban megtalálható. Szerzőink szerint ezt nem lehet későbbi horizontális gén transzferrel magyarázni - amely egyébként nem ritka a prokarióták között -, ugyanis az ominózus fehérjék alapján készülő filogenetikai fák egyértelműen elválasztják az Archea és Eubacteria csoportokat. Az általuk elképzelhetőnek tartott magyarázat szerint ezek a fehérjék az abiotikus hasadékok falán spontán képződő hidrofób rétegekben létezhettek, s mivel ezek képződéséhez nincs szükség egy membrán-szintetizáló apparátusra, nem feltételezi azt, hogy LUCA genomja ilyesmit kódolt volna. Lehet, de szvsz ez az elmélet egyik igen gyenge pontja.)


Nagyításhoz katt a képre

Ez mind szép és jó, de ahhoz, hogy tudományos elméletként fogadhassuk el kell legyen valami predikció, mert különben csak filozófia. Nos, ezt természetesen a szerzők is belátják, ezért a következő logikus potenciális falszifikációs utat javasolják: amennyiben a sikerül olyan prokariótákra lelni, melyeknek Eubacteriára jellemző membránjuk, de Archae típusú DNS szintetizáló apparátusuk van, az teóriájuk instant halálát jelentené, hiszen annak értelmében ilyenfajta "átmeneti" fajok nem létezhetnek. Mindenesetre ha valaha kiderül, hogy elméletük igaz (ami egy elég nagy HA), az a szóban forgó egykori mélytengeri hőforrást, ahol LUCA megjelent, valóban az "élet-forrásává" tenné....

Koonin EV, Martin W. (2005) On the origin of genomes and cells within inorganic compartments. Trends Genet 21(12): 647-54. Epub 2005 Oct 11.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 12., hétfő

 

Tök vs fej (?)

 dolphin | 6:08 | EvoDevo

Az aktuális Economist tudományrovatában figyeltem fel erre a cikkre amely hamarosan a Proceedings of the Royal Society-ben fog megjelenni, egyelőre csak online érhető el.
A szexuális szelekció fontosságát az egyes fajok evolúciójában már maga Darwin is felismerte. Klasszikus példa a hím pávák tolldísze, a lugasépítő madár hímjeinek magatartása. Ezek mind olyan jellegek, amelyek valószínűleg a szexuális szelekció során jöttek létre. Az említett cikk szerzői azonban egy újszerű példával álltak elő.
Az állatok párzási rendszerei három kategóriába sorolhatók: teljes monogámia, csak hímekre jellemző promiszkuitás (gondoljunk pl. a rozmárok, vagy gorillák "háremeire"), illetve mind hímekre, mind nőstényekre kiterjedő promiszkuitás (utóbbiban a legnagyobb az ún. "spermakompetíció", s mivel az egyes nőstények több hímmel is párosodnak, szószerint az a hím lesz fittebb, ergo adja tovább nagyobb sikerrel a génjeit, amelyik több hímivarsejt temelésére képes). Az egyik olyan csoport, ahol mind a három rendszer előfordul, viszonylag közeli rokon fajok között, a denevéreké. Éppen ezért ideális csoportot képeznek, arra, hogy megvizsgáljuk a szexuális szelekció hatását a különböző párzási rendszerekben. Az említett cikk szerzői egy érdekes elmélettel álltak elő: mivel az agy és a herék az emlősök testének igen energiaigényes szervei, azokban a fajokban ahol nagy a már említett spermakompetíció, elképzelhető, hogy a szexuális szelekció hatására több energia fog fordítódni a herék fejlődésére mint az agyéra. Több mint háromszáz denevérfaj adatainak összehasonlítása alapján a következők derültek ki: a monogám párkapcsolatban, vagy háremekben éldegélő hímeknek viszonylag nagy agyuk és kisebb heréik vannak, mint a harmadik csoportban levőknek. Vagyis a jelek szerint valóban elképzelhető, hogy az utóbbi fajok hímjeiben a szexuális szelekció (érthető okokból), a nagyobb, így több "anyag" termelésére képes heréket preferálta, és ennek az energetikai árát az agyuk méretében fizették meg. Kétségetelen, hogy ez is egy út a nagyobb fitnesz elérésére... ;-)))

Pitnick S, Jones KE, Wilkinson GS (2005) Mating system and brain size in bats. Proc. R. Soc. B. Epub, doi: 10.1098/rpsb.2005.3367

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 10., szombat

 

Test, alkat - 1.

 dolphin | 7:27 | EvoDevo

Az ehavi Nature Reviews Genetics melléklete az állatok tetszerveződésével kapcsolatos alapkérdéseket taglalja (leginkább evolúciós szempontból). Ezek tipikusan olyan kérdések, amely nagyon sok biológus oldalát furdalják, de nehéz kutatásukra pénzt szerezni, mert szinte lehetetlen komolyan megindokolni, hogy a puszta ismereten kívül milyen gyakorlati haszna lehet az így megszerzett tudásnak. Az sem fokozza az ilyenirányú kutatások támogatását, hogy gyakran obskurus, primitív állatok vizsgálatáról van szó, amelyek nem igen jönnek szóba mint bármilyen emberi betegség modellállata.
Na jó, akkor ennyi rinyálás után lássuk a medvét. A cikksorozat utolsó darabja Mark Martindale tollából származik és a többsejtűek tengelyeinek kialakulásával ill. az ezzel kapcsolatos tulajdonságok megjelenésével foglalkozik ("The evolution of Metazoan axial properties"). Amiért különösen érdekes, az nem is az, hogy egy remek összefoglalót ad azokról a tulajdonságokról, amelyek a legkülönbözőbb állatokban közösek, hanem hogy világosan megfogalmazza azokat a nagy kérdéseket amelyeket még nem értünk teljesen vagy egyáltalán.
Jöjjön előbb a már említett közös tulajdonságok közül a két talán legfontosabb, amelyek a hidráktól a gerincesekig sokfajta fajban megfigyelhetők, ezért feltehetően a többsejtűek (metazoák) közös ősében jelen voltak:

  1. - durva általánosításban a megtermékenyített petesejt animális pólusa felel meg az organizmus leendő elülső (anterior) végének, míg a vegetális pólus a leendő hátsó (poszterior) véggel azonosítható;
  2. - a beta-catenin nevű fehérje sejtmagban való lokalizációja, számos gén expressziója (pl. brachyury, forkhead, gata) és a gasztruláció (az a folyamat, amelynek során az addig kvázi labda alakú embrióból egy kétrétegű "sapka" lesz, az embrió egyik részének az elsődleges testüregbe való betűrődésével - közben létrejön a másodlagos testüreg és később a csíralemezek) helye között szoros összefüggés van, annak ellenére, hogy az animális-vegetális tengelyen igencsak különbözik a gasztruláció helye újszájúakban és ősszájúakban.

És akkor lássuk a kérdéseket is (pontosabban csak néhányat, mert elég sok van):

  1. - létezett-e olyan élőlény amelyik az egyszerű blasztula állapotot "testesítette" meg? (Míg a ma ismert legegyszerűbb többsejtű, a Placozoa csoportba tartozó Trichoplax adherens egy többsejtrétegű lapos lemez, amely feltehetően a blastula előtti állapotot tükrözi, az egyszerűségi sorrend következő helyezettjének, a szivacsoknak a lárvái ugyan blastula alkatúak, de a felnőtt egyedek ezekből átalakulással jönnek létre. A kettő közötti átmenetre vonatkozik a kérdés.)
  2. - az anterior-poszterior (AP) tengely vagy a dorso-ventrális (DV) tengely alakult ki előbb? (Ezek minden kétoldali szimmetriájú állatban fellelhetőek; a dorsális oldal a "hátnak" felel meg, míg a ventrális "hasnak" mind gerincesekben, mind rovarokban, bár egyesek szerint dorsálisként azt az oldalt kellene nevezni, amelyikhez közelebb a központi idegrendszer található - ez pedig a hasi oldal lenne a rovarokban és a háti a gerincesekben.)
  3. - mikor alakult ki a kétnyílású bélrendszer?
  4. - mennyire volt a legősibb többsejtű genomja komplex (erre már utaltam a Platynereis kapcsán)? A testalkatok komplexitásának növekedése a gének számának növekedésével, vagy "csak" szabályozásuk és kölcsönhatásaik összetettebbé válásával magyarázható?
  5. - hogyan és mikor jelentek meg az egyes csíralemezek és az új sejttípusok?
  6. - lehet-e köze az egysejtű eukarióták polaritásának a többsejtű állatok polaritásához?
  7. - melyik az ősibb csoport: az ősszájúak vagy az újszájúak? (Az elnevezés mesterséges és egy korabeli felfogást tükröz, valójában nem tudjuk, melyik testtípus jelent meg előbb.)
  8. - létezett-e valaha tökéletesen körkörös szimmetriájú többsejtű állat? (A klasszikus példának tartott csalánozók esetében rendre kiderült, hogy nem minden gén expressziója mutat körkörös szimmetriát, vagyis létezik egy rejtett kétoldaliság.)
  9. - melyek a legrégebbi gén-kölcsönhatási útvonalak?
Szóval kérdés az akad szép számmal. Szerencsére a befutottabb modell-organizmusok genom projectjei lassan lecsengenek, így van rá esély, hogy a felszabaduló szekvenálási kapacitással nekilátnak egy-egy evodevo-s szempontból érdekes élőlény DNS-ének felderítéséhez is. És abból még mókás dolgok is kiderülhetnek ...

Martindale, MQ (2005) The evolution of metazoan axial properties. Nat Rev Gen 6, 917-927.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 9., péntek

 

Borneói idegen

 dolphin | 6:10 | BioBulvár

Néhány napja jelent meg a hír, hogy Borneón egy új emlősfajt fedeztek fel. Ez természetesen önmagában is érdekes (hiszen nem valószínű, hogy tucatnyinál lényegesen több, még mindig ismeretlen emlős mászkálna a Föld felszínén, sőt), de több újság (és a WWF sajtóközleményének alcíme is) is készpénzként kezelte, hogy egy új ragadozófajról van szó. Öszintén szólva nem bírtam rájönni, hogy miért, hiszen csak néhány, nem túl nagy felbontású kép áll rendelkezésünkre, ott is kitakarja éjszakai ismeretlen fizimiskáját egy nagy levél. Azért a WWF közlemény szövege már egy kicsit óvatosabban fogalmaz, és azt írja, hogy a vélemények megoszlanak, hogy egy új lemurfajról, vagy egy új ragadozóról van szó. Én, őszintén egyelőre az előbbit valószínübbnek tartom (ami persze nem sokat jelent, mert nem kenyerem a rendszertan ;-)), bár kétségteen, hogy eddig lemurokat csak Madagaszkáron és környékén találtak.


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 8., csütörtök

 

Mú-lik?

 dolphin | 18:50 |

A jó hír, hogy a jelek szerint az 1987-es, a chlorofluorocarbon (CFC) vegyületek betiltását célzó Montreal-i Protokol lassan beérik, és csökkenőben van az ózonlyuk. A rossz az, hogy az előrejelzéseknél 15 évvel tovább fog tartani, kb 2065-ig amíg teljesen eltűnik. Ennek az az oka, hogy néhány CFC vegyület még ma is használatban van, és például a Fehér Ház is a közelmúltban esett áldozatául az amerikai agrár-lobbi nyomásának, kiharcolva, hogy az amerikai farmerek továbbra is használhassanak rovarirtóikban metil-bromidot.


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!
 

Eb-adta

 dolphin | 7:01 | EvoDevo

Alig két napja írtam "emberiség leghosszabb ideje futó és leglátványosabb eredményeket produkáló genetikai kísérletének" tartható kutyatenyésztésről (egyébként az a hosszú idő uszkve 15.000 év), és újból az ebekről kell írnom. Ez alkalommal azért mert egy olyan eszközt kaptunk a kezünkbe, amellyel még többet kihozhatunk négylábú barátainkból. Ez az eszköz nem más mint egy nagyfelbontású térképe a kutya-genomnak (egy kisebb felbontású verzió már 2003-ban kijött [1], ahhoz egy uszkár szolgáltatta az "alapanyagot", a mostanihoz egy nőstény boxer), amit a Nature hasábjain közölt egy nemzetközi kutatócsoport [2].
Miért fontos ez? Leginkább azért mert sok kutyafaj annyira beltenyésztett, hogy ideális alanya lehet a legkülönbözőbb genetikai hátterű betegségek (narkolepszia, süketség, rák, stb.) tanulmányozásának. A genom térképpel a kezünkben pedig még könnyebben lehet a betegségek génjeit megtalálni, és pedig azért, mert (mint a cikkből kiderül) az egyes fajtákon belül az ún. haplotípus blokkok relatíve hosszúak, így viszonylag kevés genetikai marker felhasználásával is le lehetett szűkíteni a "gyanúsított" gének körét. (A haplotípus blokkok együtt szegregálódó, vagyis osztódáskor együtt öröklődő genetikai markerekre vonatkoznak. Genetikai térképezés szempontjából annál jobb, minnél hosszabbak, hiszen az együtt szegregálódás miatt egyetlen egy genetikai markerrel lehet jellemezni az adott régiót - így hosszú blokkok esetén kevesebb marker kell a teljes genom lefedéséhez. Normális (azaz nem tenyésztési) körülmények között, hosszú idő alatt, a sejtek meiotikus osztódásakor bekövetkező átkereszteződés (crossing-over) ezeket a haplotípus blokkokat feldarabolja a populációkban - pl. az összes kutyát és nem egyes fajtákat tekintve, a blokkok átlagos hossza kb. ua. mint bennünk, emberekben.)
Az egyéb érdekességek közül még két dolog melengeti meg egy fejlődésbiológus szívét: egyrészt, bár a kutyák genomjában kevesebb repetitív, nem kódoló szekvencia van, mint bennünk emberekben (emiatt genomjuk teljes hossza is lényegesen - kb 500 Mb-al - rövidebb), az egyik ugráló génjük (egy ragadozó specifikus Short INterspersed Element, vagy SINE) igen aktív és egyes betegségeket (például a már említett narkolepszia) az okozza, hogy egy-egy génnek a kódoló szekvenciájba ugrik. A másik pedig az, hogy a jelek szerint az emberi genom kb 5.3%-a igen erős konzerválódást mutat a kutyaéval összehasonlítva. Ez nem tűnik első hallásra soknak, de ha hozzá teszem, hogy az emberi genom csak mintegy 1.5-2%-a kódol fehérjéket, érdekesebb lesz. Ugyanis ez azt jelenti hogy számos olyan nem-kódoló DNS szakasz van, ami valójában nem nagyon változott, vagyis fontos funkciója lehet. (Ilyenekről már eddig is sokat tudtunk, de azért mindig jó egy kicsit újból meggyőződni - ráadásul ez súlyt ad annak az álláspontnak, hogy az evolúció nem elsősorban új gének létrehozásával "üzemel", hanem a már meglévők szabályozásának változtatgatásával.) Sőt, ezen nem-kódoló, de konzervált DNS szakaszok fele a gének kb 1%-nak szabályozásáért felelős, pont olyanokért (láss csodát ;-)), amelyeknek az egyedfejlődésben van kulcsszerepük.

[1] Kirkness EF, Bafna V, Halpern AL, Levy S, Remington K, Rusch DB, Delcher AL, Pop M, Wang W, Fraser CM, Venter JC. (2003) The dog genome: survey sequencing and comparative analysis. Science 301: 1898-903.
[2] Kerstin Lindblad-Toh, Claire M Wade, Tarjei S. Mikkelsen, Elinor K. Karlsson, David B. Jaffe, Michael Kamal, Michele Clamp, Jean L. Chang, Edward J. Kulbokas, III, Michael C. Zody, Evan Mauceli, Xiaohui Xie, Matthew Breen, Robert K. Wayne, Elaine A. Ostrander, Chris P. Ponting, Francis Galibert, Douglas R. Smith, Pieter J. deJong, Ewen Kirkness, Pablo Alvarez, Tara Biagi, William Brockman, Jonathan Butler, Chee-Wye Chin, April Cook, James Cuff, Mark J. Daly, David DeCaprio, Sante Gnerre, Manfred Grabherr, Manolis Kellis, Michael Kleber, Carolyne Bardeleben, Leo Goodstadt, Andreas Heger, Christophe Hitte, Lisa Kim, Klaus-Peter Koepfli, Heidi G. Parker, John P. Pollinger, Stephen M. J. Searle, Nathan B. Sutter, Rachael Thomas and Caleb Webber, Broad Sequencing Platform members and Eric S. Lander (2005) Genome sequence, comparative analysis and haplotype structure of the domestic dog Nature 438: 803 - 819.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 7., szerda

 

Vérszegény érvek

 dolphin | 6:51 | Áltudományok ÉRTEM-vita
"A tudomány felfedezi Istent" könyv kapcsán érkezett olvasói levél lényegbevágó kérdéseket intéz a tanulmánykötet szerzőihez...

...olvasom az ÉRTEM honlapján,s valóban. A kérdező azokat az alapkérdéseket fogalmazza meg, amelyek a kreacionista-evolucionista vita klasszikus téziseit nem ismerve, a külső szemlélőben joggal felmerülhetnek.
Tasi István válaszában az a legérdekesebb amiről nem szól. Ez pedig az, hogy "mivel tudják bizonyítani elméletüket". A válasz legnagyobb része (ismét) megpróbálja elkenni a vallás és tudomány közötti különbséget, egyenlőséget próbál erőltetni a metodológiai- és filozófiai naturalizmus közé. De "bizonyítékként" megint csak egy ún. evolúció-cáfolat van megemlítve, ami ha igaz is lenne akkor sem támasztaná alá az ID-t. Ráadásul nem is igaz.
A véralvadás kaszkádról van szó, ami Michael Behe "lecsökkenthetetlen komplexitásának" egy második (szintén hibás) példája. (Az első a bakteriális flagellum volt, a harmadikat pedig még nem lövöm le, kizárt, hogy levelezésünkben előbb-utóbb ne kerülne elő... ;-))

Egész rövidre fogva: az emlősök véralvadása során a vérlemezkékből és fibrinszálakból egy háló alakul ki az ér sérülésének helyén, amely mintegy eldugaszolja a nyílást, elállítva a vérzést. A fibrinszálak kisebb fibrin molekulák (monomerek) összekapcsolódásából jönnek létre, amely monomerek fibrinogén molekulákból keletkeznek, miután a trombin nevű szerin-proteáz enzim lehasít belőle kisebb peptideket. A trombin maga is egy inaktív előalakból (zimogénből), az ún. protrombinból jön létre egy másik szerin-proteáz (ún. X-es faktor) segítségével. Az pedig szintén egy zimogénből jön létre, stb. még vagy három lépcsőfokban. (Az útvonalról és feltételezett evolúciós kialakulásáról részletesebben itt lehet olvasni.)
A "lecsökkenthetetlen komplexitás" Behe-i tézise szerint ez a véralvadásrendszer nem működhet bármely komponensének elvétele nélkül, ahol hiányzik ott halál van, meg szószerint patakvér. Ehhez képest jelen ismereteink szerint a bálnák és a delfinek ;-) remekül elvannak a kaszkád egyik első eleme a XII-es vagy Hagemann-faktor nélkül (mert az működésképtelen pszeudogénné alakult át). Ez az apró, de nem elhanyagolható tény Behe-t is arra kényszerítette, hogy elismerje a véralvadási kaszkád nem is annyira lecsökkenthetetlenül komplex...


Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

2005. december 6., kedd

 

rIDeg fogadtatás

 dolphin | 6:22 | Áltudományok
Ha hinni lehet a NYTimes vasárnapi cikkének, intelligens dizájn (ID) kampány minden zaja ellenére elég eredménytelen maradt. Nemhogy a világibb egyetemeken nem került be a tananyagba, de az egyházi iskolák közül is csak a Southern Baptist Theological Seminarium, egy kentucky-i baptista szeminárium (William Dembski munkahelye) vette bele a kurrikulumába. Sőt, a Templeton-alapítvány, melynek legfőbb célja pont a vallás és tudomány összeboronálása, ezért lelkesen támogat minden erre irányuló kezdeményezést, eléggé kiábránudlt az ID-sekből, mert máig nem tudtak egy épkézláb kutatási tervvel előállni. Vajon miért .... ;-)))

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!
 

Mitől akkora az arcod?

 dolphin | 6:03 | EvoDevo

Ha az emberiség leghosszabb ideje futó és leglátványosabb eredményeket produkáló genetikai kísérletét kellene megnevezni, akkor a kutyatenyésztés igen jó eséllyel pályázhatna a lista első helyére, mint arra az eddigi legteljesebb kutya törzsfát publikáló csapat is rámutat [1]. Az egyik elterjedt vélekedés szerint az első szelidített ebek valahol Ázsiában jelentek meg és innen vándoroltak különböző nomád csoportok oldalán a sarkkör felé, Afrikába illetve végül Európába. Mindenesetre ezt látszik alátámasztani a fent említett tanulmány eredménye is, hiszen a kutyák törzsfáján a farkashoz legközelebbi ebek ősi ázsiai és arktikus fajtákhoz tartoznak (1. Ábra).

1. Ábra: Nyocvanöt kutyafajta és a szürke farkas genetikai összehasonlításából készült törzsfa. Az ázsiai és arktikus fajokat tartalmazzák a legrégebbi elágazások, míg a legtöbb Európában nemesített faj a klasszikus statisztikai módszerekkel nehezen szétválasztható "All other breeds" csoportba került. (Ezen belül érzékenyebb módszerek három nagyobb csoportot különítettek el: az elsőbe elsősorban a pásztorkutyák pl. skótjuhász, komondor, kuvasz kerülnek, de ide tartozik a bernáthegyi és a szürke agár is (ez utóbbi meglepő lehet, hiszen az afgán agár az egyik ősi fajtaként jelenik meg: arról lehet szó, hogy a szürke agarat később nemesítették az afgán névrokonától függetlenül), a másodikba a masztif-félék (masztif, bulldog, boxer, bull-terrier) találhatók (itt külséejében "kakukktojás" a németjuhász) még minden más fajta a harmadik csoportban van.) [1]

Mindenestre a szorgalmas és céltudatos tenyésztgetésnek meglett az eredménye mind genetikailag (a fajták közötti genetikai különbség a különböző kutyák közti variáció közel harmadát teszi ki - összehasonlításként a nagyon elkülönült humán populációk között is max. 5-10% ez az arány), mind mint azt nyilván fölösleges ecsetelnem kinézetileg (fenotípusosan). Mi okozhatott ilyen - viszonylag - gyors fenotípusos változást? Az egyik lehetséges okról, a gének szabályozó szekvenciáiban bekövetkező változásról már írtam korábban, de van egy másik igen érdekes elképzelhető ok is.
A különböző genomokban viszonylag gyakoriak az ún. mikroszatelliták. Ezek általában két vagy három bázis ismétlődéséből állnak (pl. CACACACACACA... vagy CAGCAGCAGCAGCAG...), előbbi főként nem kódoló DNS-re jellemző, míg utóbbi a fehérjéket kódoló DNS-re . Mindmáig nem teljesen tisztázott okokból, de a legvallószínűbbnek a DNS polimeráz "megcsúszását" tartják, az ismétlődések száma gyakran változik különböző egyedek között (ez az oka annak, hogy kódoló szekvenciában triplet ismétlődések vannak, hiszen a genetikai kód is "hárombetűs", így a csúszás erdeménye egy extra aminosav, míg dinukleotida ismétlődés esetén, az egész "leolvasó keret" eltolódna és a mikroszatellita után levő DNS teljesen mást kódolna). Ezt egyrészt remekül lehet hasznosítani rokonsági vizsgálatokban (ha közeli rokonokban vizsgálunk több mikroszatellitát, azok nagy valószínűséggel egyezni fognak), másrészt azonban a túl hosszúvá váló ismétlődések olyan súlyos betegségeket okozhatnak mint a spinocerebelláris ataxia vagy a Huntington-kór.
Egy texasi kutatócsoport azt kezdte el vizsgálni, hogy összefüggésbe hozhatók-e a mikroszatelliták hossza az egyes kutyák morfológiai tulajdonságaival [2].

2. Ábra: Kutyakoponyák morfológiájának gyors változása: az A panelben fajtiszta bernáthegyi koponyák láthatók ~1850-ből (felül), 1921-ből (középen) és 1967-ből (alul), a B panelen bull-terrier koponyák 1931-ből, 1950-ből és 1967-ből, végül a C panelen újfullandi koponyák 1926-ból, 1964-ből és 1971-ből. A középső terrier-koponya gazdájának runx-2 génjében az egyik mikroszatellita hosszabb mint a modern bull-terrierek azonos génjében. (Ez alátámasztja a kutatók modelljét, de azért egy egyfős minta nem igazi, szóval csak óvatosan lelkesedni... ;-)) [2]

A koponyamorfológiát befolyásoló transzkripciós faktorokat végignézve korellációra leltek a Runx-2 nevű fehérjében levő mikroszatelliták hossza és a koponya alakja között. A Runx-2-ben kétfajta mikroszatellita van egymás után: az egyik egy poli-glutamin (polyQ) szekvenciát kódol, a másik pedig egy poli-alanint (polyA). Általában más kísérleti rendszerekben a polyQ növekedés (bizonyos határok között) a transzkripció aktivációs képességet növelik, míg a polyA növekedés ugyanazt csökkenti. A kimutatott összefüggés szerint a polyQ/polyA arány összefügg a koponya hosszával és hajlásával (2. Ábra).
Hogy egy kis plusz zamata legyen a sztorinak a pireneusi juhászkutyákban jelen levő polidaktíliát (hat lábujjuk van az ebeknek) is hasonló okra tudták visszavezetni. Ezúttal az Alx4 transzkripciós faktorban leltek egy 51 bázispárnyi deléciót (amely semelyik más kutyafajtában nem volt jelen). Ennek okán valószínűleg az Alx4 működésképtelenné válik és nem tudja a célgénjeit aktiválni a fejlődő végtagbimbóban; az Alx4 mutáns allélját hordozó egerek is egy extra lábujj büszke tulajodnosai (3. Ábra).


3. Ábra: Az Alx-4 mutációja mind egerekben, min pireneusi juhászkutyákban többujjúságot (polidaktíliát) okoz. [2]
[1] Parker HG, Kim LV, Sutter NB, Carlson S, Lorentzen TD, Malek TB, Johnson GS, DeFrance HB, Ostrander EA, Kruglyak L. (2004) Genetic structure of the purebred domestic dog. Science 304:1160-1164.
[2] Fondon JW 3rd, Garner HR. (2004) Molecular origins of rapid and continuous morphological evolution. Proc Natl Acad Sci USA 101(52):18058-63. Epub 2004 Dec 13.

Na, ehhez szólj hozzá (0) | Főoldalra vele!

« Elejére | Újabbak | Régebbiek | Végére »
Mijez
A Kritikus Biomassza egy főként biológusokból álló baráti társaság blogja, ahol megmondjuk a véleményünket mindenféle biológiával kapcsolatos témáról és nemcsak...