Nove biologije

Zmagal je Cambridge

2009-11-02T20:48:00.004+01:00

Zmagovalec letošnjega tekmovanja iGEM je ekipa univerze Cambridge. V svoji raziskovalni nalogi so pripravili dva kompleta biokock za pripravo biosenzorjev. Bakterije (imenovali so jih E. chromi) se odzivajo na različne koncentracije snovi v okolju na tak način, da ob prisotnosti višje koncentracije snovi spremenijo barvo. Na osnovi barve bakterijskih kolonij lahko brez posebne opreme ocenijo, kakšna je koncentracija te snovi. Da so dosegli ta cilj, so morali razviti koncentracijsko odvisen sistem za sintezo mRNA (občutljivostni tuner) in izražanje treh različnih barvil v bakterijah (barvni generator), s čimer lahko generirajo sedem različnih barv.

Ekipo je sestavljalo 7 študentov prvih treh letnikov študijev inženirstva, biokemije, fizike in genetike in 6 mentorjev. Pripravili in posredovali v register bioloških delov so nekaj čez 20 konstruktov, kar morda ni veliko, so pa med njimi nekateri zelo veliki sestavljeni sistemi s preverjeno funkcijo.

Za svoje delo so pridobili kar 20 sponzorjev, z zmago pa so pripravili lepo darilo svoji univerzi ob 800-letnici obstoja. Mimogrede, naša univerza letos praznuje 90-letnico :-)

-------------
(3.11.) Drugo mesto je zasedla ekipa Heidelberga, tretja pa je bila Valencia. Kot je bilo pričakovati je v kategoriji, kjer je nastopala tudi ekipa Slovenije, prvo mesto zasedel Imperial College London, naše ekipe pa ni niti med dobitniki posebnih nagrad. Upam, da bo po povratku ekipe vseeno kakšna predstavitev rezultatov, ki so jih dobili naši študenti med raziskovalnim delom na Kemijskem inštitutu.

Znani finalisti na iGEM 2009

2009-11-02T16:45:00.002+01:00

Pravkar sem na blogu Synthesis prebral, kdo so letošnji finalisti tekmovanja študentskih ekip iz sintezne biologije. To so ekipe univerz Cambridge (okolje), Freiburg (reagenti, kategorija Temeljne raziskave), Groningen (okolje), Heidelberg (biokocke za sesalske sisteme, kategorija Osnovne raziskave), Imperial College London (usmerjanje učinkovin v črevesne celice) in Valencia (kvasovke, ki se odzivajo na svetlobo, kategorija Nove aplikacije). Presentljivo je, da so vse ekipe v finalu z evropskih univerz.

Ni čudno, kot pravi Rob Carlson, da so se ocenjevalci včeraj zvečer prerekali dolge ure, saj je bilo nekatere igre v ozadju čutiti že pretekla leta. Razglasitev finalistov so opravili šele danes zjutraj, imena ekip pa so se pojavila (foto: KU Leuven) na velikem platnu dvorane Kresge v kampusu MIT-ja.

Žal slovenske ekipe ni med finalisti, čeprav je iz opisa njihove naloge jasno, da so opravili ogromno dela. V kategoriji Načini priprave (Manufacturing) je v finale prišla ekipa Imperial Collegea iz Londona, ki je tudi najresnejši kandidat za osvojitev prvega mesta v tej kategoriji. Še vedno pa to ne pomeni, da 'naši' ne bodo dobili nobenega priznanja - najverjetneje bodo dobili zlato medaljo za izpolnjene vse predpisane naloge, mogoče pa še kaj več - počakajmo še par ur...

iGEM 2009 je pred vrati

2009-10-27T22:02:00.003+01:00

Letošnje srečanje študentskih raziskovalnih ekip s področja sintezne biologije bo potekalo med 31. oktobrom in 2. novembrom na univerzi MIT v Cambridgu v ZDA. Med več kot stotimi ekipami, ki so dokončale svoje naloge (vsi povzetki so zbrani na enem mestu), je tudi tokrat slovenska ekipa. Za razliko od preteklih let, ko so naši študenti obravnavali tele s področja biomedicine, so se tokrat odločili za nalogo z drugega področja, nanomaterialov. Predstavitev dela slovenske ekipe je na sporedu kot zadnja v nedeljo pozno popoldne po lokalnem času. Tudi letos bodo izbrali šest finalistov, ki se bodo ponovno predstavili v ponedeljek dopoldne.

Ekipa študentov ljubljanske univerze je pod mentorstvom sodelavcev Kemijskega inštituta pripravila projekt z naslovom 'nanoKocke [pro]' (nanoBricks [pro] - think outside the box]) s temeljito spletno predstavitvijo. Gre za pripravo pametnih sintetičnih nanomaterialov, ki so sposobni samozdruževanja v mikroskopske sestavljene strukture. Osnovo predstavljajo peptidi in proteinske domene, kar je doslej veljalo za nepraktično, saj je lažje oblikovati nanostrukture na osnovi nukleinskih kislin. Ekipa pa se je odločila ubrati na videz težjo pot, saj je menila, da imajo proteini nekatere nezamenljive prednosti pred nukleinskimi kislinami, tako da je DNA uporabila samo kot zapis za proteinske module, ki so jih poimenovali nanoKocke (po analogiji z bioKockami, osnovnimi genetskimi elementi, ki jih v sintezni biologiji sestavljamo v nove funkcije).

Na ravni proteinov je osnovna nanostruktura polipeptidna veriga, zvita v obliki obvitega klobčiča. Z združevanjem tovrstnih elementov nastanejo čvrste paličaste strukture, nanje pa lahko vežejo bolj fleksibilne elemente, ki delujejo kot zglobi, tako da se nastale verige lahko povezujejo v ploska ali poliedrska tridimenzionalna omrežja (nanoškatle). S tako pripravljenimi proteinskimi agregati so pripravili membrano za ultrafiltracijo, s katero je mogoče filtrirati viruse.

Razen tega osnovnega projekta so raziskave privedle še do nekaterih drugih rezultatov, ki jim jih bo, upam, uspelo ustrezno vključiti v predstavitev.

Sponzorirajte znanstvenka

2009-10-19T22:45:00.003+02:00

Ne vem, ali je šlo za poskus iz obupa, iz naivnosti ali iz prepričanja, da je mogoče na eBayu dobiti vsaj 25.000 USD za raziskovalno delo enega mladega raziskovalca, ki bi eno leto delal na genetskem inštitutu v ZDA. Morda pa je šlo samo za inventiven način promocije, saj verjetno pred tem ni veliko ljudi slišalo za organizacijo SHRO (Sbarro Health Research Organization). Ta organizacija v resnici samo zagotavlja sredstva za Sbarrov inštitut za raziskovanje raka in molekularno medicino v okviru univerze Temple v Filadelfiji in očitno dobro skrbi za lastno reklamo. Nenazadnje so januarja lani odprli svoje prostore tudi v Second Lifu, ki jih je seveda opremilo specializirano računalniško podjetje. S poskusom dražbe za štipendijo, ki bi jo lahko najboljši ponudnik poimenoval po sebi ali svojih bližnjih, se je SHRO predstavil širši skupnosti, saj je o dražbi kot o zanimivosti poročal celo Nature.

Ne glede na to, kako uspešni so bili tokrat (dražba na eBayu se je že iztekla), je v tujini mogoče zbrati dovolj privatnih sredstev za raziskovalno delo. Ista organizacija bo tako na primer naslednji teden odprla nov raziskovalni center. Po drugi strani pa smo te dni lahko brali, da je mogoče biotehnološko raziskovalno-razvojno podjetje z malo iznajdljivosti in ob pomoči prijateljev v najeti garaži odpreti s 40.000 USD - in ne samo odpreti, baje tudi uspešno poslovati, kot poroča The Scientist.

Nobelovci za kemijo 2009

2009-10-07T22:42:00.003+02:00

Kot edinemu biologu na fakulteti za kemijo :-) mi je v posebno veselje, kadar kakšno nagrado za kemijo poberejo raziskovalci, ki se ukvarjajo z najbolj osnovnimi vidiki življenja. To me še dodatno prepričuje, da nisem pristal na napačni obali.

Letošnjo Nobelovo nagrado za kemijo so podelili trem znanstvenikom, ki so razložili zgradbo ribosoma, velikega kompleksa proteinov in ribonukelinskih kislin, ki deluje kot molekulski stroj za sintezo proteinov. Venkatraman Ramakrishnan, Thomas Steitz in Ada Yonath so vsak dobili tretjino nagrade za prispevek k razumevanju strukture in funkcije ribosoma.

Ramakrishnan je diplomiral iz fizike v Indiji in doktoriral iz fizike v ZDA, po doktoratu pa je študiral še biologijo in podoktorski staž opravil na oddelku za kemijo. Pred sedmimi leti je njegova skupina določila zgradbo male podenote (30 S) ribosoma z atomsko ločljivostjo, leta 2006 pa še zgradbo celotnega ribosoma. Pri tem so ugotovili tudi, kam v ribosom se vežejo nekateri antibiotiki, pomožni proteini, ki sodelujejo v procesu sinteze polipeptidne verige in molekule RNA.

Steitz se že dolgo ukvarja s kristalografskimi raziskavami proteinov in nukleinskih kislin. Njegova skupina je bistveno prispevala k pravilni interpretaciji kristalografskih podatkov in določila prostorsko zgradbo velike podenote ribosoma, pa tudi nekaterih encimov in drugih proteinov, ki omogočajo sintezo proteinov na ribosomskih kompleksih.

Yonathova je diplomirala iz kemije, magistrirala iz biokemije in doktorirala iz rentgenske kristalografije v Izraelu, kjer je osnovala prvi kristalografski laboratorij in že leta 1989 objavila članek o postopku kristalizacije ribosomov. Ugotovila je, da sintezo proteinov katalizira molekula RNA, določila je mehanizem delovanja številnih antibiotikov, ki imajo za tarčo ribosom in identificirala 'tunel' , skozi katerega proteinska veriga izhaja iz ribosoma.

Ribosom je makromolekulski kompleks, ki ima premer približno 20 nm in ga sestavlja več verig ribosomske RNA in več deset proteinskih verig. Pri sintezi proteinov se velika in mala podenota ribosoma povežeta na tak način, da je med njima ujeta veriga mRNA, ki prenaša kopijo genskega zapisa za posamezen protein. Poenostavljeno povedano se nato v strukturo ribosoma zaporedoma vežejo molekule tRNA, ki imajo nase vezano po eno aminokislino. V notranjosti ribosoma pride do povezave med aminokislinami in po številnih ponovitvah procesa se nastala proteinska veriga začne pomikati iz ribosomskega kompleksa - lahko prehaja v notranjost endoplazemskega retikuluma, lahko pa se sprosti v citoplazmo.

Ker je ribosom tako pomemben za življenje vsake celice, je seveda logično, da je njegovo natančno razumevanje ključnega pomena za celovit vpogled v biokemijske procese ohranjanja življenja. Dober prikaz mehanizma in fleksibilnosti ribosomske strukture prikazuje animacija (čeprav je precej poenostavljena).

In še medalje za znanost

2009-10-07T21:02:00.005+02:00

Danes v Beli hiši v Washingtonu podeljujejo državne medalje za zasluge za znanost. Dobijo jih raziskovalci, ki so izjemno prispevali k razvoju znanosti, hkrati pa podeljujejo še medalje za tehnologijo in inovacije. Letos so podelili devet medalj za znanost, od teh jih je šlo šest v roke raziskovalcem s področja ved o življenju. Dobili so jih Craig Venter in Francis Collins, ki sta bila pred desetletjem tekmeca pri razjasnitvi človekovega genoma, Joanna Fowler, ki raziskuje procese v živčnem sistemu, povezane z zasvojenostjo, Elaine Fuchs, razvojna celične biologinja, ki se ukvarja s kožnimi izvornimi celicami, JoAnne Stubbe za raziskave encimov, ki sodelujejo pri podvojevanju in popravljanju DNA in Michael Posner, nevrolog, ki je s tomografskimi analizami raziskoval možganske funkcije med povečano pozornostjo.
Medalje so dobili še računalničar Berni Alder, astronom James Gunn in elektroinženir Rudolf Kalman.

To, da je dve tretjini nagrad šlo za raziskave živega sveta, kaže, kakšen pomen dajejo vedam o življenju. Kot zanimivost navajam, kaj so študirali prejemniki šestih medalj z 'našega' področja. Venter je diplomiral iz biokemije in doktoriral iz fiziologije in farmakologije. Collins je diplomiral iz kemije in doktoriral iz fizikalne kemije, nato pa je postal še doktor medicine. Fowlerjeva je diplomirala in doktorirala iz kemije, Fuchsova je diplomirala iz kemije in doktorirala iz biokemije, Stubbejeva je diplomirala iz kemije in doktorirala iz organske kemije, Posner pa je diplomiral iz fizike in doktoriral iz psihologije. S tem želim pokazati, kako je smiselno, da temeljno znanje z enega področja nadgrajujemo z znanji z drugh področij. Zanimivo pa je, da nihče od nagrajencev za biološke raziskave sploh ni študiral biologije...

Nobelovci za medicino 2009

2009-10-05T22:55:00.002+02:00

Nobelove nagrade za fiziologijo oziroma medicino so prve, ki jih razglasijo vsako leto. Ravno v začetku semestra je kar prekmalu, da bi s študenti prav natančno predelali nagrajeno raziskovalno temo, a bo pred zimo tudi to še prišlo na vrsto.

Me prav zanima, ob kateri uri so razglasili letošnje nagrajence... Malo po 13. uri je prišlo prvo sporočilo po e-pošti, da je med nagrajenci Jack Szostak, znan sintezni biolog s Harvarda, čeprav je nagrada letos seveda za bolj klasično genetsko področje, za telomere. Kakšno uro kasneje je pisal Jure iz Lunda, da so 'kvasovke spet dobile Nobelovo' - seveda mu nisem hotel dati prav. Spletni portal RTV SLO pa je spet pokazal, da nima ravno občutka za molekularno biologijo, saj so objavili tako razlago nagrajenih odkritij, da človek samo gleda; v dveh odstavkih je kakšnih pet napak, pa tega ni nihče opazil, ali pa vsaj ni komentiral.

Skupna tema vseh treh nagrajencev so konci kromosomov, ki se imenujejo telomeri. Medtem ko za veliko večino kromosomske DNA način podvojevanja poznamo že dokaj dolgo (to pomeni kakšnih 35 let), pa mehanizem, ki deluje za skoraj celoten kromosom, pri koncih ne pride v poštev. Nagrajenci so ugotovili, da so ti konci zelo pomembni, saj po eni strani preprečujejo, da bi encimi napadli proste konce verig DNA, hkrati preprečujejo lepljenje kromosomov med sabo, omogočajo pa tudi, da poseben encim - telomeraza - konce kromosomov vendarle uspe vzdrževati tudi ob podvojevanju preostale verige DNA v kromosomu.

Problem kromosomskih koncev poznamo le pri evkariontih, saj imajo prokarionti (bakterije) praviloma krožne kromosome. Linearni kromosomi pa so drugačni in ugotovili so, da so pri celicah, ki so se že velikokrat delile, telomeri zelo kratki. Lahko bi celo rekli, da je dolžina telomerov neke vrste merilo celične kondicije. Stare celice, ki se ne morejo več deliti, imajo zelo kratke telomere, take celice pa se torej ne bodo več mogle deliti in s tem bo pešalo delovanje organa, ki ga take celice sestavljajo. Če bi bila telomeraza aktivna, se to ne bi zgodilo. Vendar pa je telomeraza dvorezen meč: veliko aktivnost tega encima povezujemo z intenzivno celično delitvijo, ta pa je značilna za rakave celice.

Raziskave, ki so privedle do nagrade, so opravili konec sedemdesetih in v prvi polovici osemdesetih let prejšnjega stoletja. Obe dobitnici letošnje nagrade, Elisabeth Blackburn in Carol Greider, še vedno raziskujeta predvsem telomere in telomerazo, Jack Szostak pa se je preusmeril na nova področja, ki so vsaj deloma povezana s sintezno biologijo, v osnovi pa so genetska.

Tokratna nagrada za medicino je stota po vrsti in tokrat ponovno sega prav v temelje molekularne biologije.

Očetovsto po pošti

2009-09-28T21:05:00.003+02:00

Naslov je seveda malo zavajajoč :-) , a gotovo veste, o čem bom govoril. Vsi smo brali ali slišali novico, da je odslej mogoče 'kar od doma ugotoviti, ali je nekdo oče otroka', kar da omogoča kot prvi v Sloveniji Inštitut za DNK analize (RTV SLO, SI21, Večer, Dnevnik). Na spletni strani tega inštituta piše, da ponujajo storitve, ki jih v Sloveniji še ni (kar ne drži povsem) in da imajo akreditiran laboratorij (v kar dvomim, vsaj če govorijo o genetsko-diagnostičnem laboratoriju) ter dostopne cene (kar je relativno).

Testiranje očetovstva je vedno nekoliko vroča tema. Na pravne in etične vidike tovrstnih analiz od doma je opozoril prof. Balažic (Žurnal24), a pri tem ne gre pozabiti, da je analiza, ki ima pravno težo in jo opravlja Inštitut za sodno medicino Medicinske fakultete v Ljubljani, bistveno dražja (1003 EUR).

Seveda me je zanimalo, kdo opravlja omenjene analize, tembolj ker na svoji spletni strani piše, da analize opravljajo v certificiranih laboratorijih. Sedež podjetja je na naslovu Tržaška 132 v Ljubljani (za Ljubljančane: za bencinsko črpalko, kjer je med drugim salon Toyota). Domeno dnk4you.com je registriralo podjetje Inštitut za telekomunikacije, Tržaška 132, kontaktna telefonska številka Inštituta za DNK analize (0590 70780) pa je v Telefonskem imeniku Slovenije številka Inštituta za telekomunikacije. V registru podjetij obstaja Inštitut za DNK analize, zavod za raziskave DNK, s sedežem na Tržaški 132, ki pa je registrirano za dejavnost 'drugo podjetniško in poslovno svetovanje'. Registrirano je bilo že leta 2002, ustanovil pa ga je Marko Smolič (podatki iz PIRS), ki je danes vodja oddelja za aplikacije in programske rešitve in je univ. dipl. inž. strojništva. S tem seveda ni nič narobe - podjetje lahko ustanovi, kdor hoče, analize pa naj bi opravljali strokovnjaki. Nerodno je, ker podjetje nima zaposlenih,...

Dokaj logičen zaključek je, da laboratoriji, kjer opravljajo analize očetovstva, niso niti na Tržaški 132 niti kje drugje v Sloveniji, pač pa v tujini. To pa pomeni, da podjetje brez zaposlenih samo zbira vzorce in jih pošilja nekam, odkoder dobi rezultate in jih, upam, prevede v slovenščino, preden jih posreduje naročniku. Sicer pa morda niti ni kaj dosti prevajati, saj je ključni izsledek analize mogoče povzeti v DA (oče) ali NE (oče). Tovrstne analize v Evropi - npr. pri NIMBL Diagnostics (ki ima, začuda, enako certificirane laboratorije kot 'naš' inštitut) - stanejo 179 EUR. Samo v Nemčiji naj bi bilo več kot 100 ponudnikov tovrstnih analiz, vednar jih velika večina predstavlja podjetja brez lastnega laboratorija. Mogoče bi torej vse skupaj lahko uvrstili v kategorijo 'dober posel', ne pa pod 'novo biologijo'.

Samo še en protein do izvornih celic

2009-09-15T22:19:00.002+02:00

Komaj štiri mesece po zadnji 'veliki novici' povezani z induciranimi pluripotentnimi celicami (Od iPSa do piPSa) je tu nadaljevanje zgodbe, ki pomeni nadaljnjo poenostavitev postopka priprave tovrstnih celic. Revija Nature je konec avgusta kot predhodno objavo na spletu predstavila raziskavo, ki kaže, da je za pretvorbo zrele (diferencirane) celice v pluripotentno celico dovolj prisotnost enega samega proteina, ki nosi oznako OCT4.

Še lani je kazalo, da je za spremembo celičnega fenotipa v pluripotentnega potrebno vsaj prehodno izražanje štirih različnih proteinov. Letos pa so s poskusi na miših ugotovili, da zadošča za pretvorbo samo en protein, to je transkripcijski faktor OCT4 in samo vprašanje časa je bilo, kdaj bodo poskus izpeljali tudi s človeškimi celicami, kjer bi lahko deloval isti protein.

Natančnejše branje članka pa razkirje nekatere pomembne dodatne podatke. Tako na primer kot izhodišče tokrat niso vzeli v celoti diferencirane celice, pač pa so izhajali iz živčne izvorne celice. Res da se bi ta bila sposobna diferencirati le v celice živčnega sistema (ne pa na primer v kožne, krvne ali jetrne celice), vseeno pa ne gre za dokončno diferencirano celico. Celice so okužili z retrovirusom, ki so mu pred tem vstavili zapis za protein OCT4, ki se je v transficiranih celicah tudi izražal. Ugotovili so, da so te celice pridobile lastnost, da so se lahko razvile ne samo v živčne, pač pa tudi v vse druge tipe celic. Vendar pa to še ne pomeni, da je mogoče isti transkripcijski faktor uspešno uporabiti za pripravo induciranih pluripotentnih celic iz katerihkoli drugih delno specializiranih izvornih celic.

Razlog, da so živčne izvorne celice tako primerne za pretvorbo v iPS je v tem, da te celice tako ali tako že same izražajo tri ostale proteine, ki so ob OCT4 potrebni za prehod v pluripotentno stanje. Ob tem pa je revolucionarnost tokratnega odkritja morda malo manj prepričljiva kot bi morda sklepali iz naslova...

O odkritju si lahko več preberete tudi v The Scientistu.

GS rastline - kaj v resnici ni dovoljeno...

2009-08-28T15:01:00.003+02:00

Rad bi le opozoril na zanimive komentarje k prispevku o domnevnem omejevanju raziskav na GS rastlinah, o čemer sem pisal par tednov nazaj. Ameriška revija Scientific American je namreč objavila članek, v katerem uredniki trdijo, da podjetje Monsanto ne dovoljuje objav rezultatov, ki bi lahko njihove gensko spremenjene (GS) rastline prikazale kot kakorkoli sporne.

Pri reviji Mladina (podatke pa je kot komentar posredoval Okapi) so o tem zahtevali pojasnila neposredno pri Monsantu. Iz odgovorov je mogoče razbrati, da obstajajo trije tipi pogodb za uporabo GS semena. En tip je za kmetovalce in ti po določilih pogodbe seme lahko uporabijo samo za pridelavo poljščin, ne pa za raziskave. Drugi tip je pogodba za raziskave tistih semen ali rastlin, ki so že patentirani oz. na trgu in ta vključuje nekatere omejitve, ki pa niso pretirane. Tretji tip pa so pogodbe za semena v fazi razvoja, te pogodbe pa vsebujejo posebna določila (kar je s stališča varovanja industrijske lastnine razumljivo). Pri standardnih pogodbah za raziskovanje ni navedenih nobenih preverjanj vsebine izsledkov s strani Monsanta in v pogodbi izrecno piše, da je rezultate dovoljeno objaviti. To je torej v nasprotju s tem, kar je pisalo v ameriški reviji.

Omejitve, ki ji vseeno postavlja Monsanto za raziskave že patentiranih GS rastlin, so glede namena raziskav, saj ne dovoljuje genetskih raziskav, ki bi vključevale križanje, raziskave postopka vnosa novih genov v konkretne rastline, vnos dodatnih genskih sprememb, razvoj metod za ugotavljanje prisotnosti ali odsotnosti patentiranih vključenih lastnosti, in uporabo nekomercialnih metod za ugotavljanje prisotnosti novih genov v semenih. Za tovrstne raziskave bi bilo treba skleniti posebno pogodbo.

Kot zaključuje Okapi v svojem komentarju torej očitno uredniški članek v SciAm temelji na napačnih informacijah. Ne moremo pa tudi izključiti možnosti, da Monsanto morda poskuša v okviru splošne omejitve, da je dovoljeno opravljati le raziskave za posredovanje informacij pridelovalcem, študentom in kmetijski javnosti, kakšne raziskave vseeno omejiti s tem, da ne podpiše pogodbe z raziskovalcem, v katerega verodostojnost dvomi, ali ki je bil v preteklosti podjetju nenaklonjen. Po mojem bi tovrstne pogodbe morale biti manj restriktivne in bi veljale avtomatsko, z uporabo izdelka (semena GS rastline), podobno kot to velja pri računalniških programih, kjer podjetje v resnici ne more preprečiti, da bi nek program, ki ste ga legalno kupili, tudi uporabili. Če pa kršite pogodbo, pa vas lahko tožijo - imate vsaj možnost, da dokažete, da niste naredili nič narobe, kar trenutno v primeru Monsanta očitno ne gre.

Ko smo ravno pri GS rastlinah: verjetno nihče ne ve, je pa res, da je še do 25. septembra v javni razpravi predlog Uredbe o podrobnih ukrepih za pridelavo GS koruze v Republiki Sloveniji. Najbolj omejujoče postavke tako ali tako vsebuje že sam zakon, predlagana uredba - ki bo morala prestati vsaj zelo natančen redakcijski poseg, preden bo zrela za sprejemanje - pa predvsem predpisuje podrobnosti glede širine varovalnega oz. zadrževalnega pasu med poljem z GS koruzo in drugimi koruznimi polji in glede velikosti pribežališčnega pasu (20 % površine !), kjer bodo koruzne vešče lahko po mili volji delale škodo. Sicer nikjer ne piše, da tam ni dovoljeno škropiti proti vešči,... če pa je dovoljeno, pa vprašanje, če to sploh še je pravi pribežališčni pas.

Črtna koda DNA za kopenske rastline

2009-08-19T22:38:00.003+02:00

Bloger Franc, ki vestno piše MikroB(io)log, me je pred časom opozoril na članek, ki se mi je res zdel zanimiv, zato sem mu obljubil, da ga bom predstavil v Novih biologijah. Točno dva tedna nazaj je v reviji PNAS izšel kratek članek z 52 avtorji - kar že samo po sebi nakazuje, da gre za pomembno zadevo. In res - čeprav morda metodološko gledano ne gre za uporabo neke nove tehnologije ali za povsem nov pristop, je sporočilo članka jasno in daljnosežno. Avtorji, ki sestavljajo mednarodni konzorcij CBoL (konzorcij za črtno kodo življenja), sodelujejo že štiri leta, osnovni cilj raziskav pa je določiti tista zaporedja na ravni DNA, ki so med posameznimi vrstami tako različna, da bi lahko samo na osnovi teh nukleotidnih zaporedij ločili vrste med seboj.

Praktično to pomeni, da bi lahko neko vrsto živega bitja določili samo na osnovi nekaj miligramov tkiva (ali, teoretično, ene same celice). Izolirali bi DNA, nato pa bi pomnožili točno določeno regijo, ki naj ne bi bila daljša od 1000 nukleotidov (to je trenutno meja sorazmerno zanesljivega določanja zaporedja v eni reakciji) in ki bi bila med vrstami tako različna, da bi, ko bi prebrali zaporedje, natančno vedeli, za katere vrsto živega bitja gre. Dokler razmišljamo samo o medvedih in lisicah, se zdi vse skupaj precej nepotrebno, zato pomislimo recimo na vijolice. Če se še prav spomnim, v Sloveniji raste kakšnih deset različnih vrst, ki se nekatere med seboj razlikujejo po malenkostih, ki zahtevajo natančnega poznavalca rastlinske morfologije in dobrega taksonoma. Kako bi se znašli, ko bi vas določevalni ključ spraševal, ali je ostroga ozka, priostrena, ukrivljena navzdol, so priveski čašnih listov kratki, hkrati pa so listi širokojajčasti, ter ali so plodnica in plodovi goli in prilisti stebelnih listov mnogo krajši od listnih pecljev? Težko. Tudi če točno veste, kaj vsi ti izrazi pomenijo, je pogoj, da imate pred sabo hkrati olistano cvetočo rastlino in rastlino s plodovi, sicer ne bo šlo. Včasih se boste morali vrniti na teren čez par mesecev in botanizirati naprej... Kar želijo raziskovalci v konzorciju, pa je, da iz rastline, ki niti nujno ne cveti, niti nima plodov, s standardnim postopkom izolirate DNA in jo pošljete na nezahtevno analizo. Podatke primerjate z bazo zaporedij in že veste, za katero rastlino je šlo.

Rastline so si med seboj zelo različne, zato je bilo treba poiskati tiste dele DNA, ki so si med seboj vendarle dovolj podobni, da za pomnožitev zaporedja ni potrebno dolgotrajno iskanje, kje so ta zaporedja skrita. Ugotovili so, da so taka zaporedja na kloroplastni DNA (rastline imajo razen jedrne DNA še precej krajše molekule DNA v mitohondrijih in v kloroplastih), zaporedij, ki bi lahko bila uporabna, pa so v dosedanjih analizah našli sedem. Že leta 2005 so raziskovali nekatere regije kloroplastne DNA, ki bi lahko predstavljale razločevalna zaporedja in s tem služila kot črtna koda za cvetoče rastline. V letošnjem članku pa so analizo bistveno razširili, saj govorijo o kopenskih rastlinah (vodne so na ravni DNA toliko drugačne, da izbrana zaporedja niso dala uporabnih rezultatov).

Črtna koda DNA sicer obstaja tudi za živali, temelji pa na zaporedju mitohondrijske regije CO1. Že pred 6 leti so ugotovili, da je na tak način mogoče razlikovati med živalmi, baza podatkov pa danes vključuje že skoraj 60.000 živalskih vrst. Ker je pri rastlinah mitohondrijska DNA v tej regiji zelo ohranjena, je bilo treba poiskati drugo, bolj heterogeno zaporedje. Izmed 7 predhodno evidentiranih kandidatnih zaporedij so kot standard za razlikovanje med vrstami določili dva lokusa, rbcL in matK, ki sicer ne zapisujeta za proteine. Čeprav vsi člani konzorcija niso bili enotnega mnenja, so se vseeno podpisali pod kompromisni predlog, ki bo omogočil nadaljnje delo na samo eni regiji DNA in s tem čimprejšnjo optimizacijo postopka in razvoj baze podatkov.

Pri svoji analizi so izhajali iz 907 rastlinskih vzorcev, za katere so točno vedeli, katerim vrstam pripadajo. Skupaj so imeli 445 vrst kritosemenk, 38 vrst golosemenk in 67 vrst nižjih rastlin (talofitov). Ugotovili so, da je z določitvijo nukleotidnega zaporedja obeh izbranih segmentov DNA bilo mogoče nedvoumno določiti vrsto pri 72 % vzorcev (izmed 397, pri kolikor so lahko določili zaporedje vseh 7 evidentiranih regij), preostale pa je mogoče uvrstiti v skupine, na osnovi drugih lastnosti (npr. rastišča) pa z veliko verjetnostjo lahko določimo tudi vrsto.

Na Zemlji naj bi bilo okrog 400.000 različnih vrst kopenskih rastlin, med temi je 100.000 dreves, ki jih bodo v nadaljevanju poskušali raziskati z opisano metodo bolj natančno.

S tem je vse bliže dan, ko sistematika ne bo več temeljila na anatomiji in morfologiji, pač pa bo postala domena molekularnih biologov. Ali drugače, taksonomi in ekologi bodo uporabljali predvsem molekularne metode za lažje razumevanje raznolikosti ekosistemov. To bo mogoče malo manj arhetipska biologija, zato pa bolj natančna. Taksonomija bo še dolgo pomemben predmet v okviru študija biologije, pot do nje pa ne bo več rezervirana le za botanike in zoologe, pač pa bodo o tem lahko enakopravno razpravljali tudi molekularni biologi in biokemiki.

Gotovo bo podoben pristop v prihodnje na voljo tudi za mikroorganizme, kjer pa bo delo še bolj zahtevno, saj ni tako ohranjenih, pa vendar heterogenih zaporedij kot pri mitohondrijih in kloroplastih višjih organizmov.

Cenzurirane raziskave GS rastlin

2009-08-06T22:24:00.002+02:00

Novinar Staš Zgonik, ki piše za Mladino, me je opozoril na sestavek v avgustovski številki ugledne poljudnoznanstvene revije Scientific American, ki je v praktično celoti (samo z drugim naslovom kot v tiskani reviji, str. 22) dostopen tudi na spletu.

Članek ima nadnaslov Mnenje urednikov, v njem pa opozarjajo, da agrobiotehnološka podjetja, ki so razvila in tržijo semena gensko spremenjenih rastlin, od raziskovalcev zahtevajo, da pred objavo rezultatov, dobljenih z njihovimo semeni, članke pošljejo v odobritev podjetju, to pa lahko objavo tudi zavrne. Osnova za tovrstno kontrolo je pogodbeno določilo o končnem uporabniku, ki ga mora podpisati vsak kupec.

Skupina entomologov, ki se ukvarja z žuželkami, ki so vezane na koruzo, se je glede tega pritožila ameriški Agenciji za varstvo okolja, saj menijo, da podjetja dovolijo raziskave na njihovih izdelkih samo tistim znanstvenikom, za katere menijo, da so naklonjeni rastlinski genski tehnologiji.

Če se izkaže, da so trditve entomologov resnične, pa tudi če je res, da podjetja lahko filtrirajo, kateri rezultati smejo v objavo in kateri ne, potem to pomeni (pre)velik poseg v neodvisnost raziskovalnega dela in neodvisno preverjanje novih tehnologij. Podjetja, ki že tako nimajo velikega ugleda v javnosti, s tem še dodatno izgubljajo svojo verodostojnost.

Čeprav je do rezultatov o vplivu na okolje in zdravje mogoče priti tudi posredno, brez neposrednega dela z GS semeni, je vsakršno omejevanje raziskovalnega dela z GS rastlinami, ki so dovoljene za sajenje, nedopustno in brez prave primere v svetu novih tehnologij. Varovanje intelektualne lastnine, na katerega se izgovarjajo proizvajalci, je tu povsem irelevantno.

Ali ekološka živila res niso bolj zdrava od običajnih?

2009-07-30T22:08:00.003+02:00

V reviji American Journal of Clinical Nutrition je 29. julija kot predobjava izšel članek britanskih znanstvenikov, ki so izmed več kot 52.000 raziskovalnih člankov, ki so izšli v zadnjih 50 letih, izbrali tiste, ki obravnavajo primerjavo ekoloških ('organskih') živil s standardnimi. Našli so 162 tovrstnih analiz, vendar so ustrezno kakovostne kvantitativne podatke objavili le v 55 izmed teh člankov.

Skupen imenovalec izbranih 55 analiz je, da je konvencionalno pridelana rastlinska hrana bogatejša z dušikom, ekološko pridelana pa vsebuje več fosforja in kislin. Pri 8 drugih sestavinah razlike niso bile statistično pomembne. Primerjalnih analiz mesa je bilo sorazmerno malo in niso pokazale značilnih razlik glede sestavin.

Na osnovi te študije so zaključili, da so razlike v sestavi zelo majhne in so predvsem posledica različnega načina pridelave. Reuters je v svoji novici dodal, da ekološka živila ne le, da nimajo nobene prehranske prednosti pred konvencionalnimi, pač pa tudi niso nič bolj zdrava. To je vsaj zanimivo, saj je svetovno tržišče ekološke hrane vredno 48 milijard USD.

Vprašanje pa je, ali je o tem, kako vpliva neko živilo na zdravje posameznika, dovolj pogledati vsebnost 11 sestavin hrane. Morda bi se pred 20 leti to zdelo dovolj, današnje razumevanje uravnavanja izražanja genov in zapletenih signalnih poti v celicah in med celicami pa kažejo, da lahko nekatere sestavine v sledovih pomembno vplivajo na fiziološke procese. Vsebnost teh sestavin pa je težko določiti, nenazadnje zato, ker so nekatere snovi dokaj nestabilne in so v različno starih in različno hranjenih rastlinskih živilih prisotne v zelo različnih koncentracijah.

Nasvet: ne glede na objavljeno raziskavo uživajte sveže nabrano zelenjavo in sadje (pa tudi če ni ekološko pridelano). Poletje je kot nalašč za to.

40 let "sintezne biologije"

2009-07-29T22:16:00.002+02:00

Dober mesec nazaj je umrl Ralph Hirschmann, vodja raziskovalne skupine, ki je pred 40 leti objavila članek o sintezi encima. Leta 1969 so namreč v isti številki revije Journal of the American Chemical Society objavili prispevke dveh konkurenčnih skupin, ki sta obe sintetizirali isti encim, a na povsem različna načina. Medtem ko je Hirschmannova skupina iz podjetja Merck v skupaj 5 kratkih člankih razložila, kako so sintetizirali posamezne peptide in jih na koncu povezali v aktivno encimsko molekulo, je ekipa Roberta Merrifielda sintezo 124 aminokislinskih ostankov dolgega encima opravila v enem kosu (in objavila en članek).

Robert Merrifield je delal na Rockefellerjevi univerzi v New Yorku in je že pred tem razvil postopek za organsko sintezo proteinov v brezvodnem okolju. Samo vprašanje časa je bilo, kdaj bodo poskusili metodo uporabiti za sintezo enega od encimov. Ribonukleaza A je bila za obe skupini povsem logična izbira, saj je bilo njeno aminokislinsko zaporedje znano, 124 ostankov pa predstavlja (tudi po današnjem znanju) enega od najmanjših encimov. Hirschmann je s sodelavci za uspešno sintezo rabil 18 mesecev.

Čeprav je bil dosežek za tisti čas tako pomemben, da se je znašel na naslovnici New York Timesa, pa danes encimov seveda ne sintetiziramo na tak način. Z razvojem genskega inženirstva v drugi polovici sedemdesetih in v osemdesetih letih je sinteza daljših proteinskih molekul s kemijskimi metodami postala stvar preteklosti, takrat pa je rezultat obeh ekip pomenil pomemben povezovalni element med kemijo in biologijo.

Merrifieldov prispevek k razvoju kemije je Nobelova fundacija nagradila z Nobelovo nagrado za kemijo leta 1984, Hirschmann pa je dobil nekatera druga pomemba priznanja, predvsem v ZDA.

Povzeto po prispevkih v New York Timesu in The Scientistu.

O (ne)varnosti cepiva proti mehiški gripi

2009-07-21T23:09:00.005+02:00

Ste tudi vi dobili v teh dneh po e-pošti sporočilo glede okuženega cepiva proti novi obliki gripe H1N1? Omenjena je novinarka Jane Burgermeister, ki je odkrila svetovno zaroto, v kateri sodelujejo Združeni narodi, Svetovna zdravstvena organizacija in ameriški predsednik. Vložila naj bi tožbo proti vsem tem, ker je zarota popolna, pa jo poskušajo utišati in so ji dali odpoved v službi... Svetovne zarote so dobre v filmih, v resnici pa - ali se spomnite kakšne, ki je uspela? Najbrž ne in tako bo tudi s to. Zarote v resnici ni.

Poglejmo po vrsti. V pisanju je preprosto preveč očitnih nepravilnosti, da bi ga lahko jemali kot resno. Podatek, da bo cepivo okuženo, ne drži, saj temelji na dogodku iz februarja letos, ko je avstrijska podružnica podjetja Baxter (ki je eden od proizvajalcev cepiva) na več naslovov raziskovalnih in zdravstvenih organizacij iz treh držav (tudi v Slovenijo) poslala vzorce sezonskega virusa, ki so bili onesnaženi z virusom ptičje gripe. Ni šlo za cepivo, pač pa za vzorce virusov H3N2, v katerih se je znašel H5N1. Ne prvih ne drugih ne bo v cepivu proti mehiški gripi. Ne bo tudi držalo, da je mehiška gripa podobna ptičji (no, pač, vsi virusi influence so si med seboj relativno podobni...) in da celo iz nje izhaja. Gre za drug tip virusa in njegovo postopno evolucijo v vzorcih iz okuženih prašičev so že dokazali. Seveda pa bi bilo filmsko, če bi virus res ustvarili v laboratoriju in ga potem razširili po vsem planetu... Vseeno pa mehiška gripa ni dober način za iztrebljenje 5 milijard ljudi, kot piše v tistem sestavku, saj bi bilo gotovo bolj učinkovito sprostiti kar virus španske gripe, ki je bila leta 1918 smrtna pri kar 20 % okuženih (mehiška je pri približno 0,5 %).

Klasični način priprave cepiva je tak, da z izbranim virusnim sevom okužijo oplojena kokošja jajca. Virusi influence se v jajcih namnožijo in po nekaj dneh jih izolirajo in inaktivirajo, potem pa testirajo učinkovitost procesa in odsotnost nečistoč. Za eno dozo cepiva sta potrebni dve, včasih tri jajca. Proizvodne zmogljivosti naj bi bila pretekla leta okrog 300 milijonov doz letno. Letošnja pandemija pa je seveda povečala naročila, ki naj bi jih bilo letos okrog 1 milijardo doz (po nekaterih podatkih celo dvakrat toliko). V tako kratkem času je nemogoče dobiti 2 milijardi oplojenih jajc, posebej zato, ker naročniki želijo, da bi cepivo bilo na voljo že zgodaj jeseni (na severni polobli).

Od sredine devetdesetih let že razvijajo alternativni postopek, pri katerem za namnožitev virusov ne uporabljajo več kokošjih jajc, pač pa celice v kulturi. Najbolje so se izkazale celice ledvičnega epitela, ki izhajajo iz afriških zelenih opic (zelenih morskih mačk), to so tako imenovane celice vero. Gojijo jih v bioreaktorjih, kar pomeni, da je možna proizvodnja v velikem obsegu, vendar pa so predpriprave procesa sorazmerno dolge, predvsem v primerjavi z ustaljenim robotiziranim postopkom priprave v jajcih.

Cepiva, pripravljenega v jajcih, ne dajejo tistim, ki so alergični na kokošja jajca, ker obstaja nevarnost, da cepivo vsebuje nekatere ostanke jajčnih beljakovin. Tega problema pri cepivu, pripravljenem v celicah vero, ni. Obstaja pa potencialna možnost, da bi tako cepivo lahko vsebovalo morebitne opičje viruse in tu ni mogoče v celoti izključiti možnosti, da bi virus lahko okužil tudi človeka. Seveda se to ne bi smelo zgoditi - celična linija bi morala biti preverjeno prosta virusov in izolacijski postopek bi moral biti tak, da tudi če bi virusi bili prisotni, ti ne bi pristali v frakciji virusa influence. Ostaja pa morda nekoliko nelagoden občutek, da cepivo, ki je potrebno v tako kratkem času, ne bo šlo skozi enako natančno kontrolo kot bi sicer, če bi bilo časa dovolj. Medtem ko naj bi za severnoameriško tržišče večina cepiva še vedno prišla iz proizvodnje v jajcih, kaže da bo v Evropi več cepiva iz celičnih kultur. Ker pa je proizvodnja virusov mehiške gripe v jajcih baje manj uspešna kot je pri sezonskih sevih (za vsakoletna cepiva zmešajo inaktivirane viruse treh sevov, ki jih pripravijo ločeno), bo trajalo dalj časa, da bodo lahko dobavili naročene količine cepiva. Lahko se zgodi, da bodo dobave kasnile za več mesecev in se zavlekle v zimo, ko bo verjetno višek pandemije na severni polobli že mimo.

Cepljenje ljudi, ki so že preboleli (mehiško) gripo, ni smiselno in če bo cepivo kasnilo, bo to lahko zmanjšalo število doz, ki bodo potrebne. Vseeno pa razmišljajo, da bi potrebno število doz zagotovili na tak način, da bi namesto dveh injekcij dobili samo eno, a v kombinaciji z ojačevalnim sredstvom (žargonsko mu rečemo 'buster'), ki pospeši nastajanje protiteles v organizmu. Vendar se nekateri bojijo, da je ojačevalno sredstvo za zdravje prej nevarno kot pa koristno.

Podatki iz ZDA kažejo, da tam vsako leto zaradi okužbe z gripo in zaradi kasnejših zapletov umre okrog 40.000 ljudi. Mehiška gripa je doslej na svetu direktno ubila okrog 700 ljudi, tako da situacija še zdaleč ni kritična. Bolj zaskrbljeni smo morda lahko zaradi stališča, da novo cepivo ni primerno za mlajše od 18 let in za starejše od 60 let, saj je iz epidemioloških raziskav znano, da sta prav ti dve skupini tisti, ki ob pravočasnem cepljenju najbolj pozitivno vplivata na zmanjšanje smrtnih primerov bolezni. Več o tem pa piše tudi v Wikipedijinem sestavku o cepivih proti gripi.

Afriške korenine

2009-07-20T20:40:00.002+02:00

V ZDA deluje podjetje African Ancestry, ki se je specializiralo na 'iskanje korenin' za temnopolte, seveda na osnovi analize DNA. V šestih letih delovanja so ustvarili lastno bazo podatkov, po kateri naj bi bili sposobni z veliko gotovostjo ugotoviti, odkod v Afriki izhajajo predniki. Sicer je njihova spletna stran zelo prijazna do uporabnika in počasi in nazorno razlaga, kakšno je genetsko ozadje analiz, ki jih opravljajo, vseeno pa so mnogi do njihovih storitev skeptični. Morda upravičeno...

Za razliko od večine na videz podobnih analiz drugih ponudnikov genskih analiz svoje omejuje na dve tarči: na majhne razlike v mitohondrijski DNA in na kromosom Y. Mitohondrije dedujemo vedno od matere in število polimorfnih mest je na mitohondriju zelo majhno. Ker ima vsak od nas enako zaporedje mitohondrijske DNA kot njegova prapraprapra...babica, je mogoče s primerjavo teh zaporedij med različnim afriškimi narodi z določeno mero gotovosti reči, kje na afriški celini se določeno zaporedje najpogosteje pojavlja. Moški potomci pa dedujejo po očetih kromosom Y. Ker ta nima para v genomu, praktično ne izmenjuje delov kromosomov, zato lahko z analizo polimorfizmov na tem kromosomu zasledujemo moške prednike; seveda moramo imeti dovolj podatkov od pripadnikov različnih narodov, da lahko preiskovane polimorfizme primerjamo z bazo podatkov.

Teorija je sorazmerno preprosta. Kaj pa potem lahko očitamo podjetju, ki na videz dela s povsem odprtimi kartami? Podjetje za 299 USD ponuja analizo prednikov po materini strani in za isto ceno analizo prednikov po očetovi strani. To ni malo, če razumemo, kaj je za tako analizo treba narediti. Kot zanimivost: če že imate zaporedje mitohondrijske DNA ali podatke o markerjih na kromosomu Y, vam analizo opravijo za samo 200 USD ;-) kar verjetno pomeni, da je cena analize DNA kvečjemu 99 USD. Res je morda končni rezultat lepo zapakiran in okrašen (pismo, izpis nukleotidnega zaporedja, certifikat, barvni zemljevid Afrike, vodič po prednikih iz zahodne in srednje Afrike, članstvo v spletnem portalu podjetja), vendar pa obstaja vprašanje, kako zanesljiv je v resnici rezultat.

Prvi dvom se nanaša na podatek o prednikih, saj rezultat pomeni, da vam sporočijo, v kateri današnji afriški državi so prebivalci, ki so po DNA podobni vam. Glede na zgodovino nastajanja držav po logiki kolonijalnih delitev in ne prav redke selitve narodov po celini bi bil bolj logičen rezultat podatek o tem, kateremu afriškemu narodu ali etnični skupini so najverjetneje pripadali predniki. Drugič, nekateri menijo, da baza podatkov še vedno ni dovolj velika, da bi lahko bili rezultati res zanesljivi. Tretjič pa: če res opravijo analizo mitohondrijske DNA, potem to v resnici ni tako ogromno delo kot se morda zdi po dolžini nukleotidnega zaporedja, ki ga dobijo naročniki. Mitohondrijski genom je res dolg 16.595 nukleotidnih parov, a v resnici je med posamezniki zelo malo razlik. Trenutno je znanih kar 5734 celotnih nukleotidnih zaporedij mitohondrijske DNA različnih ljudi (ja, tudi neandertalcev), vendar so razlike skoncentrirane na nekaterih polimorfnih mestih, zato zadošča analiza le teh, vse ostalo pa je mogoče z veliko zanesljivostjo prepisati od kogarkoli drugega. Vendar pa tudi za te analize najverjetneje uporabljajo biočipe - cene tovrstnih analiz pa se postopno nižajo, kot kaže tudi nedavni podatek na blogu BioNovice.

Tri tedne nazaj je o tej temi poročal tudi BBC. Med drugim so navedli podatek, da se je za gensko testiranje doslej odločilo že pol milijona Američanov (med njimi 35.000 Afroameričanov).

Barjanski koliščarji in DNA iz grozdnih pečk

2009-07-15T22:01:00.005+02:00

Kot veste, so pred davnimi časi na robu Ljubljanskega barja, ki je bilo takrat še jezero, živeli koliščarji. Ukvarjali so se baje s poljedeljstvom, živinorejo, lovom in ribolovom, žgali so izdelke iz gline, se prevažali z drevaki in vozovi. Ti davni časi so bili pred približno 5000 leti, torej davno davno pred prihodom Rimljanov v naše kraje. Ostanke kolišč so našli prvič v bližini Iga že leta 1875, do danes pa poznamo že okrog 4o najdbišč, kjer so stala kolišča. Večina jih je na južnem robu Barja. Ko odkrijejo kakšno novo (kako poteka taka raziskava, si lahko preberete na primer v Arheološkem vestniku), ga natančno raziščejo arheologi, ki pa ne odkopljejo samo lesenih ostankov, keramike in kakšnih živalskih kosti, pač pa tudi kakšne drobnarije - recimo grozdne pečke. Tako kot ostale rastlinske ostanke jih natančno pregledajo paleobotaniki in na osnovi rastlinskega materiala je mogoče marsikaj reči o načinu življenja, pa tudi o vegetaciji, ki je prevladovala v tistem času.

Stvar z grozdnimi pečkami pa ni tako postranska kot se morda zdi. Za trto so dolgo menili, da so jo v naše kraje prinesli šele Rimljani, torej pred približno 2000 leti. Vendar pa obstaja več paleobotaničnih dokazov, ki kažejo, da je vinska trta rasla v naših krajih že davno pred tem. Današnja vinska trta, kakršno vidimo v vinogradih po Evropi, je vrste Vitis vinifera, podvrste vinifera. Razvila se je verjetno pod vplivom človeka iz druge podvrste, V. vinifera sylvestris, ki ji rečemo divja trta (nekateri jo sistematizirajo po starem še vedno kot posebno vrsto V. sylvestris). Ta še danes raste na nekaterih redkih rastiščih v Srednji Evropi, tudi v Sloveniji, na primer (baje) v Posavju in na Vipavskem, običajno na peščenih rečnih bregovih, znano pa je tudi rastičje v Vinjah pri Dolu, kjer divja trta raste v gozdu.

Koliščarji so seveda lahko nabirali grozdje divje trte. Grozdi so sicer bolj redki in jagode niso tako mesnate, vseeno pa so sladke. Vendar pa ne moremo izključiti, da so trto udomačili in jo gojili. Znano je, da so trto gojili v Vzhodnem Sredozemlju že v času pred koliščarji, pa tudi to, da so koliščarji trgovali s sredozemskimi in severnoevropskimi kulturami. Tako bi lahko iz Male Azije dobili tudi sadike žlahtne trte in se spoznali z načinom gojenja trte. Kako bi torej lahko ugotovili, ali so na Barju v bakreni dobi nabirali jagode divje trte ali so imeli takrat že gojeno trto? Na prvi pogled se zdi to povsem nemogoče.

Pri sistematični analizi kolišča Hočevarice pri Verdu - izkopavanja so se začela že leta 1998 - so prvič pri nas izvedli sejanje tistih plasti, ki jih je bilo mogoče povezati z ostanki človeškega bivanja, skozi sita treh različnih gradacij. Našli so več kot 30.000 semen in drugih rastlinskih ostankov s premerom nad 3 mm ter še dosti več manjših. Med velikimi semeni je bilo največ, kar 27 %, grozdnih pečk. Z radiokarbonskim datiranjem so ugotovili, da so stare 4800 let in so torej najstarejše grozdne peške, kar so jih našli na območju Slovenije. Raziskavo o tem so objavili slovenski raziskovalci v reviji Vegetation History and Archaeobotany decembra lani. Članek je prosto dostopen.

Divja trta ima semena, ki so pretežno okrogle oblike, medtem ko ima gojena trta semena hruškaste oblike. Zato so paleobotaniki najprej primerjali obliko semen, ki so jih izkopali v Hočevarici s semeni iz rimskega obdobja (1. stol. n. št.), ki so jih našli na Vrhniki. Sliši se preveč preprosto, da bi bilo res... Če primerjamo obliko pečk (slika 2), vidimo da so nekatera semena iz neolitika nekoliko srčaste, pa tudi rahlo hruškaste oblike, niso pa res okrogla. Današnja trta ima res pretežno hruškasto obliko semen (slika 3); pregledali so 50 semen petih različnih sort, tudi take, ki izhajajo iz vrste V. lambrusca.

Biometrična analiza, pri kateri so določili nekatera značilna razmerja dimenzij semen, so pokazala na preveliko raznolikost znotraj vsake od analiziranih skupin semen, da bi bilo mogoče dati nedvoumne zaključke. Velikost semen (slika 6) je bila pri neolitski trti največja, vendar tudi rimska in sodobna trta nista imeli enako majhnih semen, zato sama velikost ne more biti merilo, ki bi zadoščalo za uvrstitev v podvrsto. Razen tega je četrtina neolitskih semen bila enako majhnih kot moderna semena. Torej samo na osnovi oblike semen ne moremo priti do dokončnega odgovora, za katero podvrsto trte je šlo. Šele ob uporabi štirih različnih biometričnih formul so ugotovili, da sta od analiziranih 142 neolitskih semen samo dve taki, ki bi ju bilo mogoče uvrstiti v skupino gojene trte. Vendar je tudi pri rimskih semenih največ 20 od analiziranih 66 semen takih, ki jih je mogoče imeti po izvoru iz gojene trte, to pa ni pričakovano. Celo pri modernih vzorcih je za skoraj polovico semen mogoče na osnovi biometričnih analiz dvomiti, da res pripadajo gojenim sortam, zato so tovrstne analize neprepričljive.

Ker se drugi deli rastline niso ohranili, so poskusili iz semen izolirati DNA in izvesti analizo značilnih zaporedij. Žal se je izkazalo, da iz tako starih vzorcev ni bilo mogoče dobiti dovolj kvalitetne DNA, da bi lahko opravili molekularnobiološke preiskave. Tudi iz vzorcev iz 1. stoletja jim ni uspelo dobiti ustrezne DNA, medtem ko so bili kontrolni poskusi s semeni različnih sort sodobne trte uspešni. Glede na to, da je švicarskim in francoskim paleobotanikom uspelo izvesti delno analizo mikrosatelitskih zaporedij kloroplastne DNA iz vzorcev starih okrog 2400 let, še ni čas, da bi vrgli puško v koruzo. Verjetno bo treba naslednjič vzorce takoj po izkopanju zamrzniti in izolacijo DNA opraviti v kar najkrajšem času, analizirati pa bo treba zelo kratka polimorfna zaporedja. Recimo, da še nismo slišali zadnje besede glede bronastodobnega vinogradništva na Barju.

O tistem novozelandskem ptiču

2009-07-09T22:53:00.003+02:00

Po dopustu poskušam ugotoviti, kaj vse se je dogajalo v času, ko me ni bilo. In kaj preberem danes na straneh RTV SLO? Da so avstralski znanstveniki na osnovi DNA, izolirane iz perja izumrle ptice moa ugotovili, kakšna je bila ta ptica v resnici. Prispevek naj bi povzeli po agenciji Reuters, objavili pa so ga 4. julija. Ampak ali je to sploh mogoče? In ali so res na osnovi DNA iz perja ugotovili, kakšno je bilo perje? In da je bila ptica visoka več kot 2 metra?

Poglejmo lepo po vrsti, kaj pravijo na portalu RTV SLO:

1. S pomočjo DNK so rekonstruirali videz velikanskega ptiča tekača, ki je živel do 13. stoletja na Novi Zelandiji.
2. DNK so dobili iz 2500 let starega perja iz več jam.
3. Ptice moa so zrasle do višine dveh metrov in pol in so tehtale do 250 kg.
4. Ptice so iztebili Maori okrog leta 1280.
5. DNK je pripadala pticam iz štirih vrst od desetih, kolikor jih je nekoč živelo.
6. S primerjavo DNK ptic moa z današnjimi pticami, so dobili predstavo o moah.
7. Moe so bile rjave barve, nekatera peresa pa so bila na koncih bela, zato so bile ptice videti grahaste.

Reuters je o moah pisal že 14. januarja in sicer, da so v jamah našli ptičje iztrebke, ki so jih analizirali na ravni DNA in ugotovili, s čim so se te velike ptice, ki so merile v višino tudi do tri metre, prehranjevale. V iztrebkih so namreč našli semena in liste, na osnovi DNA pa so ugotovili, za katere rastlinske vrste gre. Pri tem so našli nekatere znane rastline, nekaterih pa niso uspeli določiti in so menili, da gre za že izumrle vrste rastlin (iztrebki so bili stari od nekaj sto do 4000 let). Polovica od znanih rastlin je sorazmerno nizkih (do 30 cm), kar pomeni, da se je moa morala sklanjati skoraj do tal - pred tem so namreč menili, da je objedala grme in drevesa. V tej novici torej ni bilo ničesar o perju, samo o iztrebkih. Sicer pa na spletni strani Reutersa iskanje 'moa DNA' ne vrne nobenega drugega zadetka. Iskati bo treba drugje...

ABC Science nam pove bolj realno zgodbo:
Cilj raziskave je bil ugotoviti, ali je na osnovi DNA mogoče rekonstruirati barvo perja. To je bila osrednja tema doktorske naloge Nicolasa Rawlenca, rezultate pa je objavil v britanski reviji Proceedings of the Royal Society B. Peresa, iz katerih so izolirali DNA, so bila stara 2000 do 3000 let, našli pa so jih v skalnih spodmolih na več mestih po Novi Zelandiji. Na osnovi DNA so zgolj določili, katerim vrstam moj so posamezna peresa pripadala, niso pa iz DNA sklepali na barvo peres. V istih skalnih zavetiščih so namreč našli tudi enako stara peresa papig Cyanoramphus novaezelandiae, ki živijo tudi še danes. Ugotovili so, da se barve kljub starosti niso spremenile, zato so enako sklepali tudi za peresa moe. Za peresa težkonoge moe so na primer ugotovili, da so zelo podobna perju kivija, zato so z malo umetniške žilice pripravili rekonstrukcijo moe, ki je podobno grahaste barve kot kiviji. Raziskovalci se zavedajo, da so lahko bila peresa na različnih delih telesa različna, pa tudi da so se samci in samice lahko razlikovali. Razen tega so bile druge vrste moj lahko drugačne barve, vendar predpostavljajo, da so bili pustih varovalnih barv.

Edina novost, ki se zdi pomembna za analize starih vzorcev DNA iz perja, je ta, da so ugotovili, da je DNA mogoče uspešno izolirati tudi iz konic peres, medtem ko so prej menili, da je to možno samo iz votlih tulcev, kjer so peresa vstavljena v kožo. To pa je za dragocene muzejske primerke neprimerno, saj je treba izpuliti celotno pero. Sedanja raziskava torej kaže, da je mogoče le odrezati del peresa in izolirati dovolj DNA za bioarheološke raziskave. V primeru moj nameravajo na osnovi DNA kasneje preučiti, ali so klimatske spremembe vplivale na te ptice še pred prihodom človeka na novozelandske otoke.

Torej na osnovi DNA niso rekonstruirali videza izumrlih ptic in to vsaj nekaj (dest) let še ne bo mogoče. Rekonstrukcija ptic temelji na fosilnih ostankih kosti in najdenih peres, za katera menijo, da se v več tisoč letih niso barvno spremenila. Velika večina naslovov v spletnih novicah je torej zavajajočih, saj je bila analiza DNA le v pomoč pri določitvi ptičje vrste in nič več kot to.

Danes na radiu in v časopisih

2009-07-09T08:38:00.003+02:00

Prav na kratko bi rad opozoril na dva prispevka v današnji Delovi rubriki Znanost: Dragica Bošnjak piše o ustanovitvi konzorcija za matične celice in razvoj naprednih oblik zdravljenja na Nacionalnem inštitutu za biologijo, na isti strani pa Damjana Rozman opisuje delo Centra za funkcijsko genomiko in biočipe na Inštitutu za biokemijo Medicinske fakultete v Ljubljani.
Danes malo po 17. uri pa lahko na 2. programu Radia Slovenija spremljate oddajo Frekvenca X, v kateri bo osrednje mesto pripadlo sintezni biologiji; govoril bo Roman Jerala.
PS: Posnetek je na spletu.

iGEM 2009

2009-07-08T21:58:00.002+02:00

Seveda tekmovanje študentskih ekip iz sintezne biologije tudi letos bo! Srečanje ekip bo med 30. oktobrom in 2. novembrom na univerzi MIT, tako da imajo ekipe še dovolj časa za raziskovalno delo. Mnoge (tudi slovenska) so glede vsebine projekta zelo skrivnostne, saj gre vendarle za tekmovanje in prezgodnje odkrivanje kart ne predstavlja nobene prednosti, vseeno pa so se nekatere ekipe odločile, da že objavijo svoje zamisli.

Za letošnje tekmovanje se je prijavilo 112 ekip, kar pomeni tretjino več kot lani. Zato so morali organizatorji srečanje podaljšati za pol dneva, predstavitve pa bodo potekale v petih vzporednih sekcijah. Tudi letos bodo razen skupnega zmagovalca razglasili še drugo in tretje mesto izmed 3-10 finalistov. Razen teh priznanj bodo podelili še nagrade za najboljše projekte na področjih, ki bodo letos: Hrana in energija, Okolje, Zdravje in medicina, Proizvodnja, Nove uporabe sintezne biologije, Temeljne raziskave v sintezni biologiji.

Slovenska ekipa, ki jo tudi letos vodi prof. Roman Jerala, ima deset mentorjev (s Kemijskega inštituta) in sedem študentov. Letos so se v ekipo uvrstili: Marko Verce (Biotehnologija), Sabina Božič (Biokemija), Anja Lukan (Biokemija), Tibor Doles (Biologija), Nika Debeljak (Biotehnologija), Špela Miklavič (Mikrobiologija) in Urška Jelerčič (Fizika). O tem, kaj bodo delali, ne vemo še nič uradnega in verjetno bo treba za kaj več počakati do 1. avgusta, ko je rok za objavo osnovnega opisa projekta.

Zaenkrat si lahko ogledate zanimivo (a vprašanje, če res prav smiselno) idejo študentov iz škotskega Aberdeena, ki bodo pripravili bakterije Escherichia coli, ki bodo sposobne zaznati mesta v ceveh, ki so korodirana in bodo na mestu luknje v ceveh sintetizirale dvokomponentno proteinsko lepilo, ki naj bi zamašilo mesto puščanja cevi. Svoje projekte že predstavljajo tudi ekipe Bristola, Britanske Kolumbije, Groningena, Illinoisa, Lethbridga, Newcastla in druge. Do začetka avgusta bodo osnovni opisi na voljo za večino prijavljenih ekip.

Prav gotovo bo slovenska ekipa tudi letos predstavila zanimiv projekt in s tem prispevala k imidžu Slovenije kot biotehnološko naprednega okolja (čeprav bi se o tem dalo razpravljati...). Trenutno nas na svetovnem zemljevidu sintezne biologije še ni, čeprav bi nas vsaj glede na dosedanje uspehe na tekmovanjih iGEM tja lahko uvrstili. Sicer sem 'napako' že javil, ne vem pa, če se bo kaj zgodilo...

Prve poletne počitnice

2009-06-17T23:53:00.002+02:00

Včeraj sem bil gost na okrogli mizi o GSO-jih, ki jo je organiziral Evropski forum Socialnih demokratov v Centru Evropa v Ljubljani - mogoče res nisem stresal navdušenja nad GS rastlinami, a upam, da je bilo jasno, da sem za in da imam za to resne argumente... pri nekaterih razpravljalcih pa razen tega, da so zaskrbljeni in da so proti, argumentov v glavnem nismo slišali... Treba se bo še veliko pogovarjati; tokrat je bila ena ura in pol povsem premalo, da bi osvetlili vse vidike (ne)varnosti GS rastlin.

Jutri in pojutrišnjem bom v Bruslju na sestanku o novih biotehnoloških tehnikah (upam, da se bomo izvlekli iz razprav, v katerih na koncu ni več konsenza niti o tem, kaj je nukleinska kislina), potem pa dva tedna počitnic!
Upam, da greste kmalu tudi vi! Se vidimo po 6. juliju!

Odkod se je vzela mehiška gripa?

2009-06-15T22:53:00.003+02:00

Angleški in hongkonški raziskovalci s področja molekularne evolucije so s sodelavci analizirali nukleotidna zaporedja različnih doslej znanih oblik virusov influence A, ki so napadali prašiče in ta zaporedja primerjali z zdaj pandemično 'prašičjo gripo' (H1N1), ki lahko okuži človeka. Izkazalo se je, da je skupni prednik prašičjih in sedanje mehiške gripe razvil v obdobju med 9 in 17 leti (pri virusih gre evolucija seveda precej hitreje kot pri rastlinah ali živalih, pa tudi razlike med izolati so lahko zelo majhne). Članek bo objavljen v reviji Nature, spletna verzija pa je bila objavljena prejšnji četrtek. Poljuden komentar so objavili med drugim pri Reutersu.

Avtorji menijo, da bi morali biti bolj pozorni na razvoj virusa gripe pri prašičih, saj bi bilo mogoče že pred leti napovedati razvoj nove, za človeka nevarne oblike virusa. Ko se je nekaj let nazaj v Aziji pojavila ptičja gripa (H5N1), so mnogi epidemiologi in virologi svarili, da bi ta oblika lahko mutirala v za človeka visokopatogeno obliko - pa vendar se to ni zgodilo.

Natančna analiza zaporedij je pokazala, da so pri prašičih že prej obstajale oblike virusa, za katere bi lahko rekli, da so kombinacija človeških, ptičjih in prašičjih virusov, do okužb ljudi pa je najverjetneje prišlo že več mesecev preden so sprožili alarm zaradi širjenja bolezni med ljudmi v Mehiki - predvidevajo, da je to bilo januarja letos. Za hiter razvoj novih oblik virusa naj bi bilo delno krivo tudi živahno trgovanje z živimi živalmi med različnimi deli sveta. Ob tem avtorji omenjajo, da se je virus razvil postopno, preko več podobnih predhodnih oblik in da to ne podpira teorije, da je bil virus pripravljen umetno.

Sejem tržne genetike

2009-06-09T22:32:00.002+02:00

Danes se je v Bostonu začela prva konferenca tržne genetike, ob tem pa bo potekal tudi sejem izdelkov in predstavitev uslug s področja genetike za široki trg. V treh dneh se bodo zvrstila predavanja in delavnice, ki bodo osvetlile pravne in ekonomske vidike dajanja genetskih testov na trg, hkrati pa se bodo predstavila podjetja z novimi in inovativnimi izdelki. Na spremljajoči razstavi se predstavljajo nekateri največji proizvajalci s tega področja, pa tudi raziskovalne organizacije, ki odkrivajo nove tarče za zdravljenje in diagnostiko.
Poročilo s kraja dogajanja je objavljeno na straneh časopisa Technology Review.

BioNovice

2009-06-09T22:16:00.002+02:00

Že nekaj časa je na spletu nov blog - BioNovice, ki precej redno poroča o novostih iz sveta ved o življenju v povezavi z industrijo - "kjer se srečata bioznanost in bioindustrija", kot pravi avtor v podnaslovu. Blog ureja mladi raziskovalec na Institutu "Jožef Stefan", mikrobiolog Borut Jerman. Tem mu gotovo ne bo zmanjkalo, zato vas vabim k ogledu tudi jaz.

Zakaj se mak ne opraši sam?

2009-06-02T21:59:00.004+02:00

Tri dni nazaj je kot spletna predhodna objava pri reviji Nature izšel članek britanske raziskovalne ekipe, v katerem avtorji razlagajo, zakaj se pri poljskem maku ne more zgoditi, da bi prišlo do oprašitve z lastnim pelodom. Še posebej zanimivo se mi je zdelo, da je med avtorji tudi pred leti naša študentka (diplomirala je avgusta 2007) Sabina Vatovec, ki zdaj pripravlja doktorat na Univerzi v Birminghamu.

S tem, ko so številne višje rastline razvile sistem, ki preprečuje oploditev s pelodom iste rastline, se je zmanjšala nevarnost izgubljanja genetske raznolikosti, izražanja recesivnih genov in akumulacije dednih anomalij (t.im. 'inbriding'). Mehanizem, ki onemogoča samooprašitev, pa je zelo zapleten. Odločilne so razlike v lokusu S, za katerega obstaja veliko različnih alelov. Če sta proteina, zapisana v lokusu S, pri pelodu in pestiču (slika) enaka, ne pride do oploditve, če pa sta različna, je oploditev mogoča. Protein, zapisan na lokusu S pri pestiču je sorazmerno majhen, njegovo delovanje pa je v primeru, da prepozna pelod iste rastline, povezano s signalno kaskado, ki vključuje kalcijeve ione in ki privede do programirane celične smrti.

V članku, ki ga omenjam, so opisali, kako so klonirali gene za tri variante alelov z lokusa S cvetnega prahu. Ugotovili so, da so ti sorodni alelom lokusa S pestiča in da so se verjetno v evoluciji razvili sočasno. Protein z maso 20 kDa je predvidoma vsidran v celično membrano, zunajcelični del pa interagira z zrcalno površino proteina pestiča.

Glede na to, da se zdi, da so rastline preprosti organizmi, je na prvi pogled nenavadno, da tako dolgo znanega pojava kot je nekompatibilnost lastnega peloda, niso raziskali že prej. V resnici pa so rastline s svojimi velikimi in pogosto podvojenimi genomi, počasno rastjo in razmnoževanjem relativno slabo raziskani organizmi, ki gotovo skrivajo še precej zanimivosti.