2017. szeptember 20. szerda
Friderika
Biotechnológia, molekuláris biológia és élettan az mRNS.hu-n

Az info@mrns.hu-ra küldhet linket vagy valamilyen anyagot, amit szeretne, ha hírként bemutatnánk.


Korábbi híreink  |   Keresés:

Kiválasztott hír:
Megosztás: Add az iWiW-hez Add a Facebook-hoz Add a Twitter-hez Add a Google Reader-hez Add a Startlaphoz
Hogyan élesszük fel az őslényeket- vagy azok fehérjéit - 2012-08-05 11:26:43 Hozzászólás írása Hozzászólások száma 0 hozzászólás 
Hogyan élesszük fel az őslényeket- vagy azok fehérjéit  1. rész

Az ősidők teremtmények rekonstrukciójához, a tudósok már 150 éve alapvetően a fog és csontmaradványokra támaszkodnak. A csontvázak a régvolt állatok méretéről és alakjáról árulkodnak, a csontokon található izomtapadási helyek jelzik az állat izmosságának mértékét és mozgásának módját, a fogak mintázata és kopása pedig az elfogyasztott étel típusáról adnak információt. Mindent egybevetve a kutatók hatalmas mennyiségű információt képesek nyerni ezekből a kemény részekből. Ritkán azonban,a tökéletesen fennmaradt múmiák vizsgálata által lehetőség adódik több, a hiteles rekonstrukcióhoz szükséges részlet hozzáadására, ilyenek például a szőr hossza, a fülek formája, vagy az állat utolsó elfogyasztott vacsorájának jellegzetes összetétele is. Noha a kutatók számos következtetést képesek levonni a múlt élőlényeinek fizikai vonásairól, keveset tudunk az őket éltető élettani folyamatokról.

A megoldás azonban egyre-jobban körvonalazódik. A legújabb biotechnológiai eljárások lehetővé teszik, hogy újra „összerakjuk” kihalt állatok ősi génjeit és feltámasszuk az azok által kódolt fehérjéket – fehérjéket, melyet alakítják és irányítják a sejtes szerkezetet, az életet meghatározó folyamatok alapját. Az ilyen munka egy új, izgalmas tudományág megszületését jelentheti: a paleofiziológia vagy ős-élettan azt vizsgálja, miként működött a régmúlt állatok teste. Jelenleg még a kutatás korai fázisában vagyunk, de máris meglepő bepillantást nyerhettünk arról, hogyan alkalmazkodott a jégkorszak kegyetlen körülményeihez az őstörténet ikonikus vadállata, a gyapjas mamut. Bár a Jurassic Park-os őslény klónozása kívül esik kutatási céljaikon, munkájuk bizonyítja, hogy lehetséges a Föld felszínéről már régen eltűnt élőlényekben lejátszódó, kulcsfontosságú élettani folyamatok megfigyelése.

Cold Case

A kutatócsoport egy tagja, Campbell számára egy a szibériai permafrosztból (örökké fagyott talajból) exhumált mamutról szóló televíziós élmény adta az inspirációt az új vállalkozáshoz 2001-ben. Minthogy 1997-ben oly nagy nyilvánosságot kapott Dolly a birka klónozása, a fenti dokumentumfilmben szereplő tudósok azt gondolták –mint kiderült tévesen-, hogy a mamutból nyert DNS hamarosan lehetővé teszi, hogy visszahozzuk a fajt az életbe. Capmbell terve jóval célzottabb volt a hihetetlenül összetett vállalkozásnál és nem utolsó sorban jóval megvalósíthatóbb is. Pusztán arra volt kíváncsi, miként voltak képesek adaptálódni az ázsiai elefánt kihalt rokonai az adott földrajzi szélességen jellemző hideg körülményekhez.

A fosszíliából kiderül, hogy a gyapjas mamut őse Afrika szubtrópusi területeiről ered, és csak körülbelül kétmillió évvel ezelőtt vándorolt Szibériába, éppen akkor, amikor a Föld belépett minden idők leghidegebb időszakába, a Pleisztocén jégkorszakokba. Ahogy az a ma is jellemző, az afrikai ős számára a legnagyobb élettani kihívást a túlmelegedés elkerülése jelenthette. Az északra való vándorlással és a Föld kihűlésével azonban a testhő megtartása vált a legfontosabbá.

Mivel szinte mindenre, amit a kihalt állatok biológiájáról tudunk, azok fosszilizálódott, fagyott, vagy mumifikálódott maradványainak részletes tanulmányozásából következtetünk, a mamut hidegadaptációjára vonatkozó információk is elsősorban a tetemekből is jól megfigyelhető, fizikai tulajdonságokra korlátozódtak, mint a vastag, gyapjas aljszőrzet, melyről az állat a nevét kapta. A külső vonások persze a szintén részét képezik a történetnek, még ha valószínűleg a kevésbé jelentős rész is. Tudjuk, az élettani folyamatok hálózata megkérdőjelezhetetlenül fontos volt a hidegben való túléléshez. Sajnos ezek a folyamatok nem hagynak látható lenyomatot a fosszíliákban, így egyetlen esélyünk tanulmányozásukhoz a töredezett DNS részek, gén-részletek összeillesztése, egy élő sejtbe történő bejuttatása és reménykedés, hogy a sejtek elkezdjék termelni a fehérjéket, melyek egykor az adott folyamatot szabályozták. Azután pontosan megfigyelhetjük, miben különböztek a kihalt állatok fehérjéi a ma élő rokonaik azonos folyamatban szereplő fehérjéikhez képest.

Ugyan Campbell ötlete, hogy a mamutok hideg-adaptációját megőrzött DNS-ből vizsgálják, nagyságrendekkel egyszerűbb volt, mint az egész állatot visszahozni a halálból, még így is hatalmas mennyiségű, különleges biotechnológiai munkát igényelt.

Még a legjobb körülmények mellett, a legjobb állapotban megmaradt maradványok esetében is, a régóta halott egyedekből kinyert DNS mennyisége rendkívül kicsi. Ez a minta pedig töredezett és kémiai károsodásokkal teli. Az élő szervezetek sejtjei két féle DNS-t tartalmaznak: Egyszerű DNS loopokat a sejt energia-termelő organellumaiban, a mitokondriumokban, és egy sokkal bonyolultabb DNS komplexet a sejtmagban. Az ősi DNS kutatása korábban elsősorban a mitokondriális változatosságra összepontosított, hiszen ez jóval nagyobb mennyiségben volt hozzáférhető, hiszen minden egyes sejt több száz mitokondriumot tartalmaz, sejtmagot viszont csak egyet. Ez azonban kevés az életfolyamatok megértéséhez, hiszen az organellum-genom csupán egy maroknyi fehérjét kódol, azokat, melyeket a mitokondrium használ. Az igazán lényeges történések a nukleuszban játszódnak. A kutatók kezdetben úgy hitték, lehetetlen a tanulmányozáshoz elegendő ősi nukleáris DNS-t felépíteni. De már 1999-ben is, Alex Greenwood, a berlini Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research és csoportja úgy nyilatkoztak, találtak rá bizonyítékot a permafroszti maradványokban, hogy a nukleáris DNS egyes szakaszai több százezer évig is képesek sértetlenül fennmaradni a vizsgálatokhoz szükséges mennyiségben.

Bár Greenwood munkája bizonyította, hogy lehetséges a gyapjas mamuthoz hasonlóan ősi fajokból tövid, körülbelül 70 nukleotid hosszú DNS darabokat kinyerni, igen ésszerűtlennek tűnt a több százezer nukleotid hosszú géneket így megszekvenálni. Ráadásul Greenwood megközelítésének velejárója az oly nehezen kinyert ősi DNS nagy mennyiségének megsemmisülése is. A csapat egy másik kutatója, Hofreiter azonban egy a molekuláris biológiában alkalmazott technika, a multiple-PCR alkalmazásával megoldotta ezt a problémát. Az elv bizonyításaként csapatával 2005-ben elsőként állította össze egy jégkorban élt ősi állat, a mamut teljes, 16500 nukleotid hosszú mitokondriális genomját.

folytatása következik...

Forrás: Scientific American, Kép

2012. július 30.

Király Kata

Kapcsolódó cikkünk: Hogyan élesszük fel az őslényeket- vagy azok fehérjéit  2. rész

Cikk ajánlása » email:
Hozzászólás írása
Hozzászólás
 

Értékelések száma: 5, Cikk értéke (1-10):


Értékelje ezt a cikket! 


Hirdetés
Email cím:
Jelszó:

Regisztráció »
Elfelejtett jelszó »
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt: itt ellenőrizheti
Portálunk oldalai megfelelnek az egészségügyi információk megbízhatóságát és hitelességét garantáló HONcode előírásainak. Ezt:
itt ellenőrizheti
.
Oldal ajánlása (email):
Az ajánlót küldi (név):
Hirdetés