Gwałtowny rozwój w ostatnim dwudziestoleciu biologii molekularnej, genetyki, technik inżynierii genetycznej i biotechnologii, stworzył doskonałe podstawy do rozwoju diagnostyki i terapii szeregu schorzeń człowieka. Wywarło to także ogromny wpływ na rozwój przemysłu farmaceutycznego. Na uwagę zasługuje doskonalenie, na drodze inżynierii genetycznej, licznych mikroorganizmów, zdolnych do produkcji substancji o działaniu farmakologicznym, np. antybiotyków czy cytostatyków. Możliwe stało się także konstruowanie organizmów transgenicznych zawierających geny, których produkty mają właściwości lecznicze, jak np. bakterie zdolne do syntezy ludzkiej insuliny czy zwierzęta transgeniczne wykorzystywane jako bioreaktory do produkcji białek człowieka. W ten sposób uzyskano np. krowy wytwarzające wraz z mlekiem białka człowieka (erytropoetynę i laktoferynę), czy owce wytwarzające mleko z czynnikami krzepliwości krwi. Produkowane związki próbuje się także tak modyfikować, z użyciem metod inżynierii genetycznej, aby polepszyć ich właściwości farmakologiczne. Wprowadzane modyfikacje przedłużają trwałość wielu leków, umożliwiają specyficzne kierowanie ich do miejsc w organizmie, gdzie zachodzi proces chorobowy, zwiększają zdolność ich pobierania przez właściwe komórki oraz zmniejszają ich toksyczne działanie względem prawidłowych komórek organizmu. W wyniku rozwoju genomiki oraz bioinformatyki powstała również nowa gałąź w farmacji – farmakogenomika, pozwalająca na programowanie i opracowanie nowych leków oraz testów genetycznych, umożliwiających wczesne rozpoznanie wielu chorób i ich leczenie na drodze terapii genowej. Osiągnięcia w biologii molekularnej i biotechnologii mają również ogromny wpływ na postęp w rozwoju medycyny regeneracyjnej.

Odkrycia:

Badacze z Holandii znaleźli pięć genów, od których może zależeć kształt ludzkiej twarzy.

Taką informację 17.09.2012 roku podała jedna z polskich gazet. O co chodziło dokładniej? Jak daleko do tajemnicy naszego ciała dotarli naukowcy?

Bliźniaki jednojajowe fascynują nas, bo są praktycznie nie do odróżnienia. I przekonuje nas o tym raczej nie jednakowy wzrost, budowa siatkówki czy układ linii papilarnych. Chodzi o twarz. W podobny sposób prawie zawsze porównujemy twarze osób, o których wiemy, że są ze sobą spokrewnione: braci, sióstr, kuzynów itd. - mniej lub bardziej świadomie szukamy podobieństw. Naukowcy od dawna wiedzieli, że rozwój twarzy w dużym stopniu musi być zdeterminowany przez czynniki genetyczne. Problem w tym, że nikt nie wiedział jakie. Prawdopodobne wyjaśnienie tej zagadki przynosi najnowsze wydanie "PloS Genetics". Na jego łamach zespół badaczy kierowany przez prof. Manfreda Kaysera z Centrum Medycznego Uniwersytetu Erazma w Rotterdamie zaproponował pięć genów - "twarzowych" kandydatów.

Nauka w służbie policji

Osobom zaproszonym do naukowego projektu najpierw wykonano staranne zdjęcia portretowe. Następnie każda twarz została dokładnie zeskanowana za pomocą rezonansu magnetycznego. Celem tej fazy doświadczenia było wykonanie mapy kluczowych punktów orientacyjnych ludzkiej twarzy, na podstawie której można określać i szacować jej wymiary (określono dziewięć takich punktów). Na kolejnym etapie na scenę wkroczyli już genetycy. Na otrzymane mapy "nałożyli" dane z przeprowadzonych wcześniej projektów badania genomu, w których udział wzięło w sumie ponad 10 tys. osób. Z reguły w takich programach porównuje się genomy osób zdrowych i chorych; szukając różnic genetycznych, można zidentyfikować zmiany genetycznie odpowiedzialne za owe schorzenia. W tym przypadku szukano różnic w genomie pojawiających się u osób z określonym kształtem twarzy.

Podsumowując wszystkie zgromadzone informacje, naukowcy z Rotterdamu zidentyfikowali pięć genów, które ich zdaniem mogą odgrywać kluczową rolę w rozwoju wyglądu twarzy. To geny PRDM16, PAX3, TP63, C5orf50 oraz COL17A1. - To wspaniałe. Wreszcie zaczynamy rozumieć genetyczne czynniki decydujące o wyglądzie ludzkiej twarzy - ekscytuje się prof. Kayser. Jego zdaniem odkrycie tychże czynników może mieć duże znacznie, choćby w kryminalistyce i pracy specjalistów ze słynnych biur CSI (Crime Scene Investigation), choć - jak podkreślają sami autorzy pracy - to na razie śpiew przyszłości (twarz ludzka jest niesłychanie skomplikowanym tworem i te pięć genów - choćby kluczowych - to jednak dopiero początek).

Wiemy coraz więcej

Wyobraźmy sobie bowiem sytuację, w której przestępca pozostawia na miejscu zbrodni ślady DNA. Takie ślady są oczywiście wykorzystywane już dziś jako dowód w sądzie i źródło pewnych informacji o osobie, która dokonała przestępstwa. Nie potrafimy jednak odtworzyć na ich podstawie najważniejszego - jej wyglądu. - Może kiedyś te niewielkie ślady DNA wystarczą do odtworzenia przynajmniej przybliżonych rysów twarzy przestępcy. A taka perspektywa na pewno ucieszyłaby zarówno policję, jak i pracowników CSI - wyjaśnia prof. Kayser. Zgadza się z nim prof. Bruce Budowle, genetyk z Uniwersytetu Północnego Teksasu (USA). - Nawet jeżeli dzięki śladom DNA będzie można na razie powiedzieć niewiele - coś o kształcie nosa, oczu czy ust - to i tak z punktu widzenia śledczych będzie to bardzo dużo - mówi w komentarzu dla tygodnika "Science". Jego zdaniem pierwsze próby rekonstrukcji elementów ludzkiej twarzy na podstawie pozostawionego na miejscu zbrodni materiału genetycznego możliwe będą za dwa do pięciu lat.

Przybyło nauce pięć odczytanych, pełnych genomów człowieka. Tym razem zbadano DNA afrykańskich Buszmenów i plemienia Bantu. Co skrywają geny przedstawicieli najstarszej linii człowieka współczesnego?

Oto kolejny nagłówek z gazet tym razem media poinformowały nas o genetycznym okryciu w roku 2010.

Mimo że wydaje się, iż genetyka to dziś naukowy chleb powszedni, do niedawna odczytano pełną informację genetyczną ledwie ośmiu osób. Od dziś można do tego grona dołączyć kolejnych pięć. I to takich, na których genomy naukowcy tak bardzo czekali. Międzynarodowy zespół uczonych odczytał pełną informację genetyczną czterech najstarszych przywódców południowoafrykańskich Buszmenów, a także członka plemienia Bantu. A ponieważ uczeni często mają słabość do sławnych postaci, został nim noblista, arcybiskup Desmond Tutu. W latach 80. wsławił się on jako przeciwnik apartheidu, za co w roku 1984 uhonorowano go Pokojową Nagrodą Nobla. Jednak nie tylko z tego powodu uczeni zdecydowali się na tę postać. Przodkowie arcybiskupa pochodzą z dwóch bardzo znanych i dominujących "rodzin" Bantu - Tswana oraz Nguni. Jest więc on idealnym reprezentantem tego ludu. Szczegóły pracy publikuje dzisiejsze wydanie tygodnika "Nature".

Rolnicy i myśliwi

Bantu to grupa plemion zamieszkujących tereny środkowej i południowej Afryki (przede wszystkim stepowe) - razem ponad 100 mln ludzi, którzy zajmują się głównie uprawą ziemi i hodowlą bydła. Buszmeni, zwani też San, prowadzą całkowicie odmienny styl życia. Należą do ludów łowiecko-zbierackich i są uważani za jedną z najstarszych ras ludzkich oraz najstarszą znaną linię współczesnych ludzi. W porównaniu z Bantu Buszmenów jest bardzo mało - jedynie 82 tys. Zamieszkują oni tereny pustyni Kalahari i regiony sąsiednie. To prastare plemię ma też jeden z najbardziej egzotycznych języków opartych na dźwiękach przypominających mlaskanie.

Od arcybiskupa Tutu zgoda na przeprowadzenie badań została uzyskana na piśmie, a pozwolenia niepiśmiennych Buszmenów nagrano na wideo. Uczestników badania szczegółowo wypytano m.in. o ich obecny oraz dawny stan zdrowia oraz historię ich rodów. Dokładnie wytłumaczono im także, na czym będą polegać prace i czemu służą. Próbki DNA pobrano z ich krwi. Lud Bantu i Buszmeni "mieszają się" ze sobą tylko w jedną stronę. Buszmeni jako nomadzi nie mają ani bydła, ani ziemi, więc mężczyźni pochodzący z tych plemion nie mogą się wiązać z kobietami Bantu - nie stać ich na wręczany przyszłemu teściowi posag weselny zwany "lobola". Za to mężczyźni Bantu dość często biorą sobie za żony Buszmenki, dla których takie małżeństwo oznacza awans społeczny. Badania DNA były prowadzone przez naukowców z USA, Afryki i Australii pod kierunkiem trzech wiodących ośrodków: uniwersytetu Penn State, Uniwersytetu Nowej Południowej Walii oraz Instytutu Nowotworów Dziecięcych w Australii.

Szybcy, silni, niepijący (mleka)

Co można odczytać z afrykańskich genów?

Genetycy szukali drobnych, ale istotnych zmian w pojedynczych nukleotydach (cegiełkach) budujących DNA. Zmiany te stanowią ok. 90 proc. całej zmienności występującej w ludzkim genomie i zdarzają się statystycznie co 100-300 nukleotydów. Im jest ich więcej, tym bardziej DNA jest różnorodne genetycznie. Zmiany w sekwencji ludzkiego DNA są ważne, bo mogą wywoływać choroby, wpływać na odpowiedź organizmu na patogeny czy leki. Odczytana informacja genetyczna Buszmenów i Bantu była następnie porównywana z innymi ludzkimi genomami.

Wnioski? Przede wszystkim zaskoczeniem była ogromna różnorodność genetyczna Afrykanów. W ledwie pięciu genomach odkryto ponad 1,3 mln różnic, których wcześniej naukowcy nie znali. Okazuje się, że dwóch Buszmenów różni się genetycznie bardziej niż Europejczyk od Azjaty! Największą zmienność genetyczną odkryto u mężczyzny o imieniu !Gubi oraz u Desmonda Tutu. Obaj mieli ponad milion pojedynczych zmian w DNA, jakich nie wykryto jeszcze u żadnego z badanych ludzi.

- To szalenie istotne odkrycie - tłumaczy Webb Miller z Penn State, jeden ze współautorów pracy. - Żeby wiedzieć, w jaki sposób geny wpływają na nasze zdrowie, musimy najpierw znaleźć jak najwięcej różnic między ludźmi. Teraz wiemy, że południowa Afryka jest doskonałym miejscem do takich badań - podkreśla uczony. Niektóre zmiany w DNA odkryte przez naukowców są związane ze stylem życia, jak np. brak genu kodującego laktazę. Jest to enzym umożliwiający dorosłym ludziom trawienie mleka. Wytłumaczyć to można faktem, że Buszmeni nie hodują bydła, zatem jego mleko nie jest ważnym składnikiem ich diety.

San nie mają też wariantu genu odpowiadającego za jasny kolor skóry - co wydaje się oczywiste. Mniej oczywiste jest już to, że brak im także odporności na malarię, co można jednak znów wyjaśnić nierolniczym trybem życia (komary bardziej nękają rolników i hodowców bydła). Uczeni odkryli również zmienność genetyczną w rejonie DNA związanym ze zwiększeniem sprawności fizycznej. Wszyscy badani Buszmeni mieli po dwie kopie genu związanego z większą gęstością i wytrzymałością kości. Trzech natomiast miało po dwie kopie genu predysponującego do szybkiego biegania oraz większej siły. Jeden Kalaharczyk miał z kolei gen, który - mówiąc bardzo ogólnie - pozwalał mu na lepsze zatrzymywanie soli i wody w organizmie, co ma niebagatelne znaczenie dla ludzi żyjących na pustyni. Naukowcy doszukali się też genów, które umożliwiają odczuwanie gorzkiego smaku (nie każdy je ma, średnio jedna osoba na cztery takiego smaku nie czuje), oraz tych promujących lepszy słuch - szczególnie w wyższych częstotliwościach. Poza tym okazało się, że zarówno Buszmeni, jak i Bantu mają genetyczne zmiany, które powodują, że źle znoszą dietę bogatą w tłuszcze. Ich organizmy przestawione na europejską kuchnię zaczęłyby chorować.

W darze dla Afryki

Uczeni zdecydowali, że dostęp do ich badań będzie nieograniczony i bezpłatny. Liczą, że rdzenni mieszkańcy południowej Afryki będą lepiej reprezentowani w przyszłych badaniach nad tym, w jaki sposób zmiany w DNA wpływają na skuteczność leków. Afrykanie są biedni i z tej racji przemył farmaceutyczny nie jest zainteresowany robieniem badań pod ich kątem. Tymczasem wiadomo już, że niektóre leki popularne np. w USA nie działają na Murzynów.

- To ważna praca, bo całkowitych odczytanych genomów nadal jest niewiele i każdy wnosi coś nowego - komentuje prof. Ewa Bartnik z Uniwersytetu Warszawskiego i Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. - I będzie ich coraz więcej, bo sekwencjonowanie DNA staje się łatwiejsze i tańsze. Ciekawe jest to, że odczytano materiał genetyczny ponad 80-letnich osób, które przeżyły mimo trudnych warunków. Ja nie wierzę w jeden gen czy parę genów, które mają sprzyjać długowieczności, ale już jakaś ich grupa może być rzeczywiście lepsza niż inna. Ważne w tej pracy jest też to, że zmiany, które dotychczas uważano za ściśle związane z chorobami, niekoniecznie muszą do nich prowadzić - podsumowuje prof. Bartnik.

Jedno z najnowszych, bo tego rocznych odkryć, a raczej opublikowanie długotrwałych badań dotyczy polsko-holenderskiego zespołu naukowców, którzy pochwalili się wynikami swej pracy w połowie stycznia 2013 roku.

Kolor oczu i włosów naszych przodków sprzed nawet sprzed 800 lat można rozpoznać na podstawie analizy DNA - dowodzi polsko-holenderski zespół naukowców. Może w niedługim czasie badanie te będzie można zastosować także w stosunku do szczątków neandertalczyków

Poprzez porównywanie materiału genetycznego tysięcy osób, Polacy zidentyfikowali w ludzkim DNA 24 markery genetyczne powiązane z kolorem oczu i włosów. W zeszłym roku przedstawili system HIrisPlex łączący test genetyczny z modelem matematycznym pozwalającym na określanie tych cech wyglądu na podstawie próbek krwi, czy śliny. Teraz poszli o krok dalej. Udało im się na potrzeby swojego testu wykorzystać DNA pobrane z kości, co pozwala na identyfikowanie szczegółowych informacji o wyglądzie.

Opublikowano wyniki ich pracy w niejednej gazecie.

Tajemnicza kobieta, pochowana w opactwie w Tyńcu w XII w., była najprawdopodobniej dość ciemną blondynką o brązowych oczach - dowiodły tego badania polsko-holenderskie, w których wykorzystano metodę z kryminalistyki. Analizy z użyciem tej metody potwierdziły też kolor oczu i włosów generała Władysława Sikorskiego. Badania te umożliwił HIrisPlex, system do analiz ludzkiego materiału genetycznego (DNA), opracowany przez naukowców z holenderskiego uniwersytetu w Rotterdamie, krakowskiego Instytutu Ekspertyz Sądowych (IES) i Uniwersytetu Jagiellońskiego. Test powstał na potrzeby kryminalistyki. Pomaga ustalić charakterystyczne cechy fenotypu sprawcy, to znaczy jego wygląd, w tym wypadku - kolor oczu i włosów. Do badania wystarczy fragment ciała lub płynu ze śladem DNA - kropla krwi, śliny lub odrobina naskórka; mogą to być również kości.

Test wykorzystuje 24 najlepsze ze znanych markerów genetycznych, które wskazują na kolor oczu oraz włosów. Jego twórcy wyselekcjonowali je podczas wcześniejszych badań. Nawet gdy sprawca jest kompletnie nieznany, test pozwala ustalić najbardziej prawdopodobny kolor jego oczu i włosów. Przeciętna dokładność testu wynosi 94 proc. w przypadku brązowego i niebieskiego koloru oczu, 69,5 proc. w przypadku włosów blond, 78,5 proc. - dla brązowych, 80 proc. dla rudych i 87,5 dla czarnych. Ponadto z dokładnością sięgającą 86 proc. daje się ustalić, czy chodzi o Europejczyka, czy też kogoś spoza Europy (wyjąwszy osoby z regionów tak bliskich, jak Bliski Wschód). Naukowcy przez kilka lat doskonalili test i sprawdzali jego skuteczność. W najnowszym artykule w "Investigative Genetics" udowadniają ponadto, że może on służyć nie tylko w genetyce sądowej i kryminalistyce, ale nawet archeologii. "Chodzi o badania osób znanych z historii, o ile dysponujemy ich szczątkami, jak choćby w przypadku generała Władysława Sikorskiego" - podkreślił w rozmowie z PAP dr Wojciech Branicki z IES.

Wyniki analizy DNA pochodzącego z jego zęba potwierdziły informacje znane z zapisków historycznych dotyczących generała i są zgodne z wizerunkiem przedstawianym na portretach malowanych już po jego śmierci: generał miał oczy niebieskie i jasne włosy. "Władysława Sikorskiego wybraliśmy dlatego, że jego szczątki reprezentują kości dość stare, z okresu II wojny światowej, materiał trudny, z jakim często możemy mieć do czynienia w kryminalistyce" - tłumaczył dr Branicki. Dodał, że naukowcy korzystali z DNA wyizolowanego z zębów, w których materiał genetyczny zwykle zachowuje się najlepiej. W podobny sposób analizowano próbki DNA pochodzące od anonimowych więźniów z czasów II wojny światowej. Nowe prace pokazały, że system HIrisPlex pozwala analizować nawet dość mocno zniszczony materiał kostny, pochodzący z czasów średniowiecza. "Jedna z próbek pochodziła z XII w., miała ok. 800 lat!" - podkreślił dr Branicki. Chodzi o szczątki tzw. kobiety z Tyńca, pochowanej w jednej z krypt męskiego klasztoru. "W miejscu, gdzie tak naprawdę nie powinno jej być" - zauważa krakowski naukowiec.

"Koledzy z Zakładu Antropologii Uniwersytetu Jagiellońskiego poprosili nas o potwierdzenie przypuszczeń, że to szkielet kobiecy. Zastosowaliśmy metody genetyczne, które to potwierdziły. Przy okazji udało się wykazać, że wspomniana kobieta była brązowooka, a włosy miała brązowawe lub ciemny blond" - powiedział specjalista.

Zdaniem dr Branickiego nowy system analiz mógłby się okazać bardzo atrakcyjny dla archeologów, ale podobnie jak wszystkie metody genetyczne jest zbyt drogi, by stał się w archeologii narzędziem powszechnym. Naukowcy nie mają jednak wątpliwości, że będzie jednak coraz popularniejszy w kryminalistyce. Tym bardziej, że dzięki rozwojowi nauki, oprócz koloru oczu i włosów w przyszłości być może uda się rozpoznawać także karnację i cechy budowy twarzoczaszki. Najprawdopodobniej również wiek i łysienie, które jest jedną z cech najczęściej wymienianych przez świadków, opisujących sprawcę przestępstwa.

Ludzie wciąż chcą odkrywać to leży w ich naturze, wciąż eksperymentują tak jak w Poznaniu w marcu 2012 roku

Poznańscy naukowcy naprawiają uszkodzone zawałem serca za pomocą zmodyfikowanych genetycznie komórek macierzystych. Do tej pory nie robił tego nikt na świecie

Nowatorski zabieg przeprowadzono pod koniec marca w klinice kardiologii szpitala przy ul. Długiej w Poznaniu. Trwał trzy i pół godziny, a pacjent już po dwóch dniach mógł udać się do domu. Był nim pan Waldemar ze Szczecina. Mężczyzna jest po dwóch zawałach. Do poznańskiego szpitala trafił dlatego, że lekarze kwalifikowali go już do przeszczepu. - Ale jeśli zabieg spełni nasze oczekiwania, być może przeszczep nie będzie konieczny - mówi dr Adrian Gwizdała z Pracowni Elektrofizjologii Serca, który prowadził zabieg

Z uda do serca

Do leczenia komórkami macierzystymi typowani są pacjenci z ciężkimi uszkodzeniami serca, spowodowanymi najczęściej zawałami. Ich serca słabo się kurczą i nie mają siły pompować krwi. To powoduje niewydolność. Dla chorych z dużą niewydolnością zwykle jedynym ratunkiem jest transplantacja, ale na taką operacje często trzeba czekać latami. - Mamy nadzieję, że leczenie komórkami macierzystymi będzie skuteczne. Jeśli tak się stanie, takie zabiegi mogą pomóc wielu chorym doczekać transplantacji lub nawet jej zapobiec. Być może będzie to również szansa dla tych, którzy ze względu na wiek i inne choroby nie mogą mieć przeszczepu - mówi dr Gwizdała.

Terapia pana Waldemara rozpoczęła się od pobrania fragmentu mięśnia z jego uda. Naukowcy z zespołu prof. Macieja Kurpisza, z Zakładu Biologii Rozrodu i Komórek Macierzystych Instytutu Genetyki Człowieka Polskiej Akademii Nauk, wyselekcjonowali z mięśnia komórki macierzyste, a następnie przez sześć tygodni rozmnażali je w laboratorium. Gdy komórek było już kilkanaście milionów, zmodyfikowali je genetycznie za pomocą impulsu elektrycznego, tak by bardziej upodobniły się do komórek serca.
Tak przygotowane komórki wstrzyknęli za pomocą długiego cewnika w najbardziej uszkodzone części serca (wytypowali je przy użyciu specjalnego urządzenia NOGA służącego do przestrzennej wizualizacji serca).

Zatrzymać te komórki

Poznańscy kardiolodzy i genetycy już dziesięć lat temu wykonali pierwsze zabiegi wszczepiania w miejsce blizny pozawałowej namnożonych komórek macierzystych wyselekcjonowanych z tkanki uda. Jako pierwszy w Polsce i drugi na świecie prowadził je prof. Tomasz Siminiak. Inicjatorem terapii był prof. Kurpisz: - Takie komórki upodabniały się do komórek serca, zaczynały się kurczyć, a uszkodzona ściana serca stawała się grubsza i mocniejsza. Dzięki temu pacjenci poczuli się o wiele lepiej: mogli nawet biegać po schodach, choć wcześniej codzienne czynności były dla nich zbyt męczące. Niestety, okazało się, że takie zabiegi nie są idealnym panaceum na blizny pozawałowe. Komórki macierzyste nie do końca prawidłowo przewodzą impulsy elektryczne i nieefektywnie zaopatrują mięsień sercowy w krew. I właśnie z tym próbujemy sobie teraz poradzić przez manipulację genetyczną, czyli wygaszenie lub wzmocnienie aktywności niektórych genów - tłumaczy prof. Kurpisz.

Według niego modyfikacja nie rozwiąże jednak wszystkich problemów. - Chodzi o to, że po kilku latach komórki macierzyste - nie wiadomo dlaczego - migrują, czyli uciekają z serca. W tej sytuacji trzeba by regularnie podawać je pacjentowi. To problem, bo takich zabiegów nie finansuje NFZ.
Zdaniem genetyka jedynym wyjściem jest nanotechnologia, czyli wszczepianie w komórki nanokapsuł z substancjami utrzymującymi je w miejscu, w które zostały wszczepione. - Badania w tym kierunku są już prowadzone, m.in. w naszym instytucie. Na razie testujemy tę metodę na myszach. Gdyby udało nam się również ten problem rozwiązać, pacjentów można by wyleczyć jednym zabiegiem - dodaje prof. Kurpisz.

W tym tygodniu zostaną pobrane do namnożenia komórki od dwóch kolejnych chorych.
Podobne zabiegi wykonywane są przez naukowców z Centrum Medycznego "Cedars-Sinai" w Los Angeles. Tam jednak komórki macierzyste pochodziły z mięśni sercowych pacjentów. W ten sposób lekarzom udało się zregenerować zniszczone zawałem obszary serca. Takie są wnioski z prowadzonego od 2009 r. projektu, w którym uczestniczyło 25 osób, wszyscy po zawale. - Takich komórek nie trzeba już było genetycznie modyfikować, ale metoda nie jest możliwa do zastosowania przy dużych uszkodzeniach, bo nie da się z takich serc pobrać komórek macierzystych - mówi prof. Kurpisz. I dodaje: - Jest jeszcze jedna różnica, Cedars-Sinai dostał w ostatnich pięciu latach 80 mln dol. na badania naukowe, my - 3,5 mln zł.

Z roku na rok naukowcy o krok bliżej do poznania genetycznych uwarunkowań schizofrenii. Dwa niezależne zespoły badaczy wytropiły w ludzkim DNA rzadkie uszkodzenia zwiększające ryzyko tej choroby

Na schizofrenię - ciężką chorobę psychiczną objawiającą się m.in. halucynacjami, urojeniami, rozkojarzeniem, apatią - zapada ok. 1 proc. z nas. Jej przyczyny nie są znane. Wiadomo od dawna, że pewną rolę odgrywają geny. Jeśli choruje któreś z rodziców, ryzyko, że przekaże chorobę dzieciom, wynosi ok. 13 proc. Jeśli natomiast cierpi z jej powodu jedno z bliźniąt jednojajowych, prawdopodobieństwo, że drugie też będzie chore, waha się - w zależności od badania - od 46 do 60 proc. Gdyby decydować tu miały tylko geny, obydwa bliźniaki powinny chorować. Naukowcy mówią więc, że w występowaniu schizofrenii liczy się pewien czynnik genetyczny, a resztę winy zrzucają na środowisko - tj. wychowanie, przeżycia z dzieciństwa i młodości, i wiele innych tzw. środowiskowych czynników wyzwalających.

Mimo iż wiadomo, że geny nie rozwiążą w pełni zagadki schizofrenii (a także innej choroby psychicznej - dwubiegunowej, dawniej zwanej maniakalno-depresyjną), badaczy od dawna kusiło poznanie tych zmian w DNA, które mają na nią pewien wpływ. Okazuje się jednak, że to wyzwanie nie lada i wielu uczonych połamało już sobie na tym zęby. Zupełnie zawiodło podejście, jakie doprowadziło do sukcesu w przypadku np. raka piersi, polegające na badaniu rodzin i wyławianiu pojedynczych mutacji zwiększających wyraźnie ryzyko choroby. Niemal w każdym ludzkim chromosomie odnaleziono takie miejsce w DNA, które - o ile jest zmienione - zwiększa ryzyko schizofrenii, jednak wiedza ta nie układa się w żadną sensowną całość. Badania dodatkowo utrudniało to, że schizofrenicy mają mniej dzieci niż osoby zdrowe, ponadto każdy choruje nieco inaczej (liczą się tu bowiem indywidualne przeżycia, wspomnienia chorego). Jakby kłopotów było mało, dochodzą jeszcze problemy z powtórzeniem wyników. Dobitnie ujęli to amerykańscy genetycy Neil Risch i David Botstein cytowani przez odkrywcę podwójnej helisy Jamesa Watsona w książce "DNA. Tajemnica życia" (wyd. polskie WAB, 2005 r.):

"Na żadnym innym polu trudności [związane z mapowaniem genów choroby] nie są bardziej frustrujące niż w genetyce psychiatrycznej. Choroba maniakalno-depresyjna jest tu typowym przykładem. Ktoś mógłby powiedzieć, że najnowsza historia badań genetyki tego schorzenia może się równać tylko z przebiegiem samej choroby. Euforia towarzysząca odkryciom ustępuje przygnębieniu towarzyszącemu niemożności ich powtórzenia [w innych populacjach]. To już typowy wzór zamieniający życie wielu praktyków genetyki psychiatrycznej w diabelski młyn, tak charakterystyczny dla życia przedmiotu ich badań".
Teraz badacze genetycznych przyczyn schizofrenii znowu mogą poczuć uniesienie, choć o pełnym sukcesie trudno wciąż mówić.

Trzy nieznane błędy

"Nature" zamieszcza aż trzy sążniste prace poświęcone dziedziczeniu schizofrenii. Jedna z publikacji sygnowana jest przez europejskie konsorcjum SGENE oraz specjalizującą się w testach genetycznych firmę deCODE, druga przez powołane w 2006 r. Międzynarodowe Konsorcjum Schizofrenii, w skład którego wchodzą uczeni z 11 europejskich i amerykańskich instytutów, m.in. Karolinska Institutet, The Broad Institute of Harvard and MIT oraz University College London. Badacze z deCODE wybrali szczególną metodę pracy. Do badań zaprosili ogromną liczbę uczestników - 15 tys. rodziców i ich dzieci (nikt jeszcze nie robił prac nad schizofrenią na taką skalę). Założyli, że skoro rodzice często są zdrowi, a dzieci chore, należy w pierwszym rzędzie szukać jakichkolwiek nagłych, nieoczekiwanych zmian w całym DNA pomiędzy jednym a drugim pokoleniem. Wyłowili w ten sposób 66 zmian, które pojawiły się dopiero u dzieci, i nazwali je po angielsku "copy number variations" (CNVs). Następnie sprawdzili, które z tych nagłych CNVs mogą mieć cokolwiek wspólnego ze schizofrenią, szukając odpowiedników w DNA ponad 1,4 tys. schizofreników i 33 tys. zdrowych osób (zadbali, by wśród nich znaleźli się zdrowi i chorzy przedstawiciele różnych krajów - m.in.: Islandii, Szkocji, Wlk. Brytanii, Włoch, Niemiec, Holandii, Norwegii i Chin).

Znaleźli w ten sposób trzy zupełnie wcześniej nieznane nauce delecje (czyli utraty odcinków DNA) - jedną w chromosomie pierwszym i dwie w chromosomie 15. Pojawienie się owych delecji zwiększa ryzyko wystąpienia schizofrenii odpowiednio - 3, 15 i 12 razy. Naukowcy z Międzynarodowego Konsorcjum Schizofrenii potwierdzili te dane, wpadli bowiem również na trop dwóch z trzech wspomnianych delecji.

Jaki stąd wniosek? Że schizofrenia może - przynajmniej do pewnego stopnia - zależeć od rzadko występujących rearanżacji w genomie sprowadzających się np. do nagłej utraty jakiegoś fragmentu DNA podczas produkcji plemników czy komórek jajowych.

Test? Być może nigdy

Badacze zacierają ręce, cieszą się, że ich prace rzucają nowe światło na przyczynę schizofrenii, że można będzie dzięki temu lepiej zrozumieć jej biologię, a nawet opracować test diagnostyczny mogący ułatwić podjęcie decyzji o wcześniejszym leczeniu chorych.

- Podchodzę do tego dość sceptycznie - komentuje prof. Ewa Bartnik z Uniwersytetu Warszawskiego i Instytutu Biochemii i Biofizyki PAN. - Obie prace są bardzo ciekawe pod względem metodycznym i imponujące, jeśli chodzi o liczbę przebadanych osób. Ponadto główny autor jednej z publikacji - Kari Stefansson z deCODE i University of Iceland - to bardzo solidna firma. Ale mimo wszystko do opracowania testu pozwalającego określić ryzyko zachorowania na schizofrenię jeszcze daleko. Szczerze mówiąc, wątpię, czy taki miarodajny test kiedykolwiek powstanie - dodaje prof. Bartnik.

- Czy czeka pani na test genetyczny, który pomógłby psychiatrom diagnozować schizofrenię? - pytam prof. Irenę Namysłowską, krajowego specjalistę w dziedzinie psychiatrii dzieci i młodzieży, szefową Kliniki Dzieci i Młodzieży Instytutu Psychiatrii i Neurologii w Warszawie. 

- Niespecjalnie - odpowiada.

- Psychiatrzy mają jednak czasem kłopoty z postawieniem diagnozy, szczególnie u bardzo młodych. Taki test mógłby wtedy pomóc - argumentuję.

- Jeśli miałby być rzeczywiście miarodajny, to zgoda. Zdarza się, że zanim nastąpi tzw. ostry rzut schizofrenii, przez rok, dwa, trzy lata poprzedzają go pewne zwiastuny. Dziecko (bo schizofrenia może się rozpocząć nawet już w 12. roku życia) lub młody człowiek zaczyna zachowywać się inaczej, np. stroni od ludzi, pojawiają się kłopoty w szkole, jest w stanie pobudzenia lub głębokiego smutku. Są na świecie psychiatrzy, którzy skłonni są od razu leczyć takich pacjentów. Ja sama jestem temu przeciwna. Być może, gdyby lekarz mógł w przyszłości podeprzeć się testem genetycznym, łatwiej byłoby mu podjąć decyzję o rozpoczęciu leczenia - mówi prof. Namysłowska.

Rozwój nastąpił nie tylko w badaniach genetycznych w aspekcie ludzkim ale również genetyki zwierząt czy roślin. Oto kilka odkryć i publikacji z ostatnich lat:

Zaledwie trzy geny decydują o tym, czy psie włosy będą krótkie, szorstkie i zakręcone w pierścionki jak u airedale terriera, czy też długie i proste jak u owczarka szkockiego collie

Małe, średnie i ogromne. Myśliwskie, pasterskie i kanapowce. O króciutkiej, lśniącej sierści i pokryte gęstym, kręconym włosem, tak że niemal trudno ocenić, gdzie głowa, gdzie ogon.

Mowa o naszym najwierniejszym druhu ze świata zwierząt - psie domowym (Canis familiaris), którego człowiek udomowił 12-15 tys. lat temu (niektórzy twierdzą, że to wcale nie my wybraliśmy go na przyjaciela, lecz on nas, a potem tak skutecznie okręcił dookoła łapy, że to raczej on jest naszym panem niż odwrotnie).

Psy mają wiele ciekawych cech i można o nich rozprawiać godzinami. Fascynujące z biologicznego punktu widzenia jest to, że w ciągu wspomnianych kilkunastu tysięcy lat w wyniku naturalnej, ale przede wszystkim sztucznej selekcji powstały dziesiątki, ba, setki psich ras różniące się między sobą wyglądem, temperamentem i użytkowością, ale w dalszym ciągu stanowiące jeden gatunek (a więc - przynajmniej teoretycznie - mogące się w dowolny sposób krzyżować).

Genetyków też od dawna fascynuje owa nieprawdopodobna zmienność wyglądu i stojąca za tym genetyczna odmienność psów. Nie może być ona za duża, bo byłby to już inny gatunek, ale pewne istotne różnice w DNA pudla i boksera, bernardyna i jamnika muszą przecież istnieć. Jednym z wybitniejszych naukowców prowadzących od lat badania w tym zakresie jest K. Gordon Lark, emerytowany już dziś profesor biologii na Uniwersytecie stanu Utah (USA). Lark kiedyś zajmował się genetyką soi, ale jako wielbiciel psów dawno już zmienił obiekt swoich prac. Prowadził wieloletni projekt poświęcony genetyce psów zwany "Georgie Project" od imienia portugalskiego psa wodnego - Georgiego, którego właścicielem został w roku 1986. Georgie zmarł dziesięć lat później i jego miejsce zajęła 13-letnia dziś przedstawicielka tej samej rasy - Mopsa. Lark wraz ze swoim uniwersyteckim kolegą Kevinem Chase'em doszli do wniosku, że właśnie portugalskie psy wodne jak mało która rasa nadają się do genetycznych studiów, a to dlatego, że wszystkie dzisiejsze osobniki są potomkami niewielkiej grupy protoplastów (rasa ta powstała setki lat temu i była szczególnie ceniona przez rybaków z Algarve w Portugalii). Portugalskie psy wodne posłużyły również (między innymi) jako obiekt najnowszej pracy profesorów Larka i Chase'a oraz ich licznych współpracowników z kilku amerykańskich i jednej francuskiej instytucji, w tym Narodowych Instytutów Zdrowia w Bethesdzie k. Waszyngtonu. Szczegółowe wyniki publikuje dzisiejsze "Science".

1000 psów, 80 ras

Naukowcy już wcześniej wiedzieli, które z psich genów odpowiadają za wielkość zwierzęcia i za kolor włosów (umaszczenie). Tym razem wzięli pod lupę trzy cechy psiej sierści:

1. Obecność (lub brak) wyraźnie zaznaczonych brwi i wąsów;

2. Długość włosów

3. To, czy włosy się kręcą, czy nie.

Uczeni przebadali ponad tysiąc psów, przedstawicieli aż 80 ras (w tym wspomnianego portugalskiego psa wodnego). I doszli do wniosku, że w zdecydowanej większości przypadków cała tajemnica psiej sierści da się sprowadzić do zaledwie trzech genów: genu RSPO2, genu FGF5 (kodującego jeden z czynników wzrostu komórek skóry - fibroblastów) i wreszcie genu KRT71, od którego zależy produkcja keratyny - białka budującego psie, a także ludzkie włosy. Naukowcy odnaleźli pewne mutacje, czyli drobne zmiany w trzech badanych przez siebie genach i skorelowali je z wyglądem psów poszczególnych ras. W 90 proc. przypadków z obecności lub braku zmutowanych genów można było prawidłowo wywnioskować, jak powinna wyglądać psia sierść.

Trzy geny, jedna sierść

Naukowcy zbadali także trzy szare wilki (Canis lupus - to od nich hipotetycznie wywodzą się wszystkie współczesne psy domowe). Okazało się, że zarówno szare wilki, jak i wszystkie żyjące dziś psy o krótkiej sierści nie mają żadnych nowych wariantów genów RSPO2, FGF5 i KRT71. Innymi słowy, np. jamnik krótkowłosy nie różni się pod tym względem od swoich dawnych przodków. Nieco inaczej sytuacja wygląda u jamnika długowłosego - jak stwierdzili badacze, wszystkie psy o długiej sierści mają zmieniony gen FGF5. Jeszcze inaczej rzecz ma się w przypadku jamnika szorstkowłosego - jego geny FGF5 i KRT71 mają starą niezmienioną formę, natomiast zmutowany jest gen RSPO2.

Reasumując, od genu FGF5 zależy, czy sierść jest długa, czy krótka. Od RSPO2 - czy na psim pysku rosną dłuższe brwi i wąsy, a także czy włosy na ciele są szorstkie. Wreszcie od genu KRT71 zależy, czy włosy się kręcą. Łatwo sobie wyobrazić, że wszystkie wymienione geny w starej lub zmienionej formie mogą dziś występować w różnych kombinacjach. I tak np. u bearded collie zmienione są geny FGF5 i RSPO2, a u psów, którym bardzo się kręcą włosy, jak np. u irlandzkiego wodnego spaniela, mutacji uległy geny FGF5 i KRT71. Jeśli zmienione są wszystkie trzy geny, pies ma długie, kręcone włosy, a na dodatek wyraźne brwi i wąsy. Z taką sytuacją spotykamy się np. w przypadku bichona frisé, inaczej psa z Teneryfy. Jego sierść jest długa i cienka, złożona z licznych loczków.

Dynia – październik 2010 r.

Chcemy, aby dynia stała się popularna jak w Ameryce. Nowe odmiany są coraz smaczniejsze - zachęca prof. Katarzyna Niemirowicz-Szczytt, organizatorka sympozjum "Dzień dyni".

Genetycy z Polskiej Akademii Nauk, ze Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego oraz z innych placówek naukowych, przedstawiciele firm hodowlano-nasiennych rozmawiali w środę na SGGW o wynikach najnowszych badań genetycznych nad dynią. Eksperymenty prowadzone są tylko w obrębie jednego gatunku dyni zwyczajnej. Ich owoce to dynia makaronowa, bezłupinowa, ozdobna, cukinia, patison.

- Prowadzone skrzyżowania odmian mają za zadanie wprowadzić pożądane cechy użytkowe: zwiększyć tolerancję dyni na chłody, podnieść zawartość prowitaminy A, zmniejszyć ilość wody w miąższu - mówi prof. Niemirowicz-Szczytt. Hitem spotkania okazał się wprowadzany na rynek olej z pestek dyni bezłupinowej, jednej z otrzymanych odmian. Tłoczony na zimno, zdrowy, pomocny przy leczeniu wad prostaty. Rynek mają zrewolucjonizować chipsy z dyni.

- Nowe odmiany są zdrowe. Nie ma się czego obawiać - mówi Mariola Nowecka, doktorantka SGGW.
- Dynia zawiera wiele elementów odżywczych. Dlatego wiele przetworów homogenicznych, soków dla dzieci i noworodków zawiera dynię. To owoc, który nie gromadzi metali ciężkich ze środowiska - zachwala Mariusz Sojak z Wydziału Inżynierii Produkcji SGGW. Duże, małe, okrągłe, podłużne, zielone, pomarańczowe, czerwone, pstrokate - na SGGW można było obejrzeć ponad 15 odmian rynkowych dyni. Na zakończenie uczestnicy skosztowali makaronu z dyni, zupy, sałatek, gulaszu, ciasta. Mieli szansę przekonać się na własnym podniebieniu, że dynia może zawojować kuchnię.

Sprawdź swój gen w aptece

Już od 14.05.2010 r. Amerykanie mogli kupić w aptekach testy genetyczne, by sprawdzić, czy grozi im choroba Alzheimera, czy mają skłonność do tycia albo jakie mają szanse na urodzenie zdrowego dziecka. Tylko czy to etyczne? Czy bezpieczne?

Testy zwane Insight (Wgląd), w cenie od 20 do 30 dolarów (za sam zestaw do badań), chce od piątku wprowadzić do 6 tys. aptek sieci Walgreens w USA firma Pathway Genomics z San Diego. Chętni mają napluć do próbki i odesłać ją firmie do przebadania. Po tygodniu będzie można sprawdzić wyniki testu w internecie (Pathway zapewnia, że strona będzie całkowicie bezpieczna).

W podstawowym teście za 79 dolarów firma sprawdzi, jak organizm klienta reaguje na dziesięć substancji - w tym kofeinę czy standardowe leki na raka lub obniżające poziom cholesterolu. Za 179 dowiemy się, czy mamy genetyczne skłonności (przekazywane ewentualnemu potomstwu) do chorób serca, białaczki lub innych typów raka. Za 249 dolarów można otrzymać pełen zestaw tych wszystkich testów, a także np. odpowiedź na pytanie, czy rzeczywiście wśród przodków ma się Indianina lub Chińczyka.

Jak zaznacza "Washington Post", który wczoraj opisał Insight, wielu specjalistów obawia się, że test "otworzy puszkę Pandory: nieporozumienia, łamanie prywatności, dyskryminację genetyczną". Jak twierdzą niektórzy eksperci, testy mogą dać ludziom fałszywe wrażenie bezpieczeństwa albo odwrotnie - zagrożenia, w sytuacji gdy ryzyko rozwoju choroby jest minimalne. Test na raka piersi będzie obejmował tylko kilka mutacji genetycznych, możliwe więc jest, że mimo stwierdzenia przez Insight braku skłonności do raka tak naprawdę te skłonności będą. Z drugiej strony stwierdzenie ryzyka może doprowadzić wiele osób do kolejnych kosztownych testów czy niepotrzebnej terapii.

- To nieodpowiedzialne - mówi "Postowi" Hank Greely, dyrektor centrum Prawa i Nauk Biologicznych Uniwersytetu Stanforda. - Wiedza to potęga. Ale wiedza źle rozumiana może być potężnie szkodliwa.

Nie zgadza się z tym oczywiście firma Pathway Genomics. Jej szef naukowy David Becker mówi: - Myślę, że ci ludzie nie doceniają Amerykanów, ich umiejętności pojmowania informacji. Oni mogą nie rozumieć szczegółów testów, ale rozumieją, co to są skłonności genetyczne. Dzięki testom ludzie mogą np. podjąć decyzję o prowadzeniu zdrowszego trybu życia. Pomysł nie podoba się polskim genetykom, którzy są zdania, że moda na komercyjne badanie DNA nie da się zatrzymać i niedługo dotrze do Polski. - Odczytywanie wyników takich testów jest zadaniem dla specjalisty. Do tego trzeba mieć genetyczne prawo jazdy, inaczej zapanuje kompletny chaos. Obawiam się, że ludzie będą podejmować złe życiowe decyzje dotyczące swojego zdrowia lub niepotrzebnie żyć w strachu. Jestem zwolennikiem korzystania ze zdobyczy genetyki, ale tego nie można puścić na żywioł. Gdyby takie testy wprowadzono w Polsce, zapanowałaby wolnoamerykanka. Wciąż nie ma ustawy określającej, kto, kiedy i gdzie może je wykonywać. Polska nie ratyfikowała do tej pory konwencji bioetycznej Rady Europy - uważa prof. Jerzy Bal z Zespołu Genetyki Medycznej w Instytucie Matki i Dziecka w Warszawie.

- Takie testy są mydleniem ludziom oczu. Niewiele z nich wynika - podkreśla prof. Ewa Bartnik z Zakładu Genetyki i Biotechnologii UW. - Po pierwsze, laicy nie potrafią ich odczytać. Po drugie, żeby się dowiedzieć, czy mam ryzyko zachorowania np. na cukrzycę, wystarczy wiedzieć, czy chorowała na nią moja mama, tata lub brat. Będzie to bardziej wiarygodne i bezpłatne. Jeśli chodzi o otyłość, to już zupełna bzdura. Wszystkie badania pokazują, że otyłość jest wynikiem głównie niewłaściwego stylu życia. Geny odgrywają tu mało istotną rolę - przekonuje. Podobne testy są w USA już dopuszczone w wielu klinikach. Z reguły za co najmniej 300 dolarów. Nigdy dotąd nie były tak łatwo dostępne. Insight nie ma na razie akceptacji rządowej Administracji ds. Żywności i Leków (FDA), która w USA zatwierdza leki. Może więc wcale się nie pojawić w aptekach lub szybko z nich zniknąć. Jednak David Becker z firmy Pathway twierdzi, że testy nie wymagają takiego zatwierdzenia. Innego zdania jest Alberto Gutierrez, dyrektor biura diagnostyki laboratoryjnej FDA: - Wprowadzenie testu do aptek naszym zdaniem będzie nielegalne. Nie wiemy, czy testy działają albo czy pacjenci nie podejmą na ich podstawie złych decyzji dotyczących swojego zdrowia.
Wczoraj na stronie magazynu "Reason" komentator naukowy Ronald Bailey napisał: "Ludzie wydają pieniądze na różne dziwne rzeczy, np. bilety na bejsbol. I owszem, ludzie czasem źle rozumieją informacje. Ale jedyna droga, by zrozumieli, jak działa nowy produkt, to taka, by go wypróbowali. Jeśli te testy będą prowadziły do nieporozumień, klienci opowiedzą o tym sąsiadom i apteki zamiast Insight wstawią na półki nowe mieszanki witaminowe".

Dzięki genetyce udowodniono wiele spornych kwestii jak ta poniżej:

Badania genetyczne udowodniły, że Żydzi wywodzą się z ziemi Izraela.

I Palestyńczycy też. Ani u jednych, ani u drugich genetyka nie znalazła genu "prawa własności" do tego skrawka ziemi. Zapewne dlatego, że nauki biologiczne są bezradne wobec problemów politycznych i społecznych. Kiedy Shlomo Sand wziął się do dowodzenia, że naród żydowski nie istnieje, sięgnął po argumenty historyczne i genetyczne. Sand, akademik z Tel Awiwu i specjalista od nacjonalizmu i dziejów Francji, na historii zna się dobrze, a na genetyce molekularnej kiepsko. Stąd jego argumentacja historyczna spełnia wymogi stawiane teoriom naukowym (np. można ją obalić), a argumentacja biologiczna sprowadza się do szyderstw i wyrzekania. Głośna książka, w której Sand dokonał dekonstrukcji narodu żydowskiego („Matai ve'ech humtza ha'am hayehudi?" - „Kiedy i jak wynaleziono naród żydowski"), ukazała w Izraelu w 2008 r. i rok później po angielsku („The Invention of the Jewish People "). Idee w niej zawarte są następujące:

Żydzi mieszkający w diasporze nie są narodem, lecz grupą religijną. Idea narodu żydowskiego powstała w XIX wieku, w tym samym czasie (i z tych samych pobudek ideologicznych), kiedy inne ludy europejskie dorabiały się swojej tożsamości narodowej. Diaspora żydowska nie powstała - jak się zwykle uważa - wskutek wypędzenia Żydów z terenów Izraela w I i II wieku n.e., ale w wyniku migracji części Żydów i tego, że zdołali nawrócić na judaizm wielu swoich nowych sąsiadów. Pozostali Żydzi przetrwali na dawnych terenach, lecz z czasem przyjęli islam - ich potomkami są palestyńscy fellahowie. Skoro zaś nie było wypędzenia - pisze Sand - to zdanie "naród bez ziemi powraca na ziemię bez narodu" nie może być rozumiane dosłownie. Wyraża ono jedynie mit założycielski, który w XX wieku posłużył syjonizmowi jako ideologiczny fundament osadnictwa żydowskiego w Palestynie i budowy Państwa Izraela.

Geny rodem z Biblii

Dowody na poparcie tych tez Shlomo Sand zaczerpnął z dziejów kaukaskiego państwa Chazarów oraz historii syjonizmu i nacjonalizmu. Na tych też wątkach skoncentrowali się recenzenci książki. Mało który wspomniał o jego krytycznej ocenie izraelskich badań genetycznych, a jeśli już, to ogólnikowo i z zastrzeżeniem, że Sand ma sporo racji. Opinia Sanda w tej kwestii jest druzgocąca - poszukiwanie genetycznego pokrewieństwa Żydów oraz ich bliskowschodniego rodowodu jest moralnie podejrzane i podszyte rasizmem. Izraelscy genetycy trwonią publiczne pieniądze, a media mieszają ludziom w głowach, przerabiając raporty z badań na informacje o "genie żydowskości" i "genetycznym potwierdzeniu biblijnej historii".

Badania genetyczne, z którymi Sand się tak ostro rozprawił, zainicjował kanadyjsko-izraelski nefrolog Karl Skorecki. W 1997 roku ogłosił on w "Nature", iż odkrył mutację w obrębie chromosomu Y, która powstała 100 pokoleń wcześniej (ok. 3300 lat temu) i która dziś występuje u mężczyzn o nazwisku Kohen lub Cohen. "Kohen" po hebrajsku oznacza "kapłan". Skorecki zestawił dane genetyczne z hipotezą lingwistyczną oraz z biblijnymi opowieściami i ogłosił, że przodkiem "kohenów" był brat Mojżesza, arcykapłan Aaron. Kolejne badania (2007) doprowadziły go do odkrycia drugiego wariantu tej samej mutacji; tę z kolei przypisał wnukowi Aarona - Pinkasowi. W przerwie między snuciem śmiałych interpretacji prof. Skorecki prowadzi badania populacyjne, których rzetelności genetycy nie kwestionują. W końcu tym właśnie się zajmuje nowoczesna genetyka populacyjna - śledzi losy DNA i za pomocą zmatematyzowanej statystyki sprawdza, jak mutacje genetyczne wpływają na los całych populacji - wytycza ich granice i wewnętrzne podziały oraz ze statystycznym prawdopodobieństwem określa pochodzenie biogeograficzne pojedynczych osobników.

Cztery pramatki aszkenazyjczyków

Badania populacyjne stały się możliwe dzięki odkryciu markerów, czyli cech, które występują w jednych organizmach danego gatunku, a w innych się nie pojawiają lub pojawiają się w zmienionej postaci. Taką cechą jest na przykład grupa krwi - każdy człowiek ma jakąś grupę krwi, ale nie każdy taką samą. Grupa krwi, która stała się jednym z pierwszych markerów użytych do badania populacji ludzkiej, pozwala na wyodrębnienie w populacji czterech podgrup. Ciekawsze podziały ujawniły się dopiero wtedy, gdy genetycy znaleźli markery w obrębie samego DNA. Materiał genetyczny obecny w jądrze komórki ludzkiej ma postać 23 par chromosomów. Jeden chromosom w parze dziedziczymy po matce, a drugi po ojcu. Dwudziesta trzecia para chromosomów decyduje o płci; jeśli ojcowski materiał genetyczny zawiera chromosom Y, rodzi się chłopiec. Chromosom Y składa się z genów, które ojciec otrzymał od swojego ojca i które jego syn przekaże swoim synom. Znajomość tego mechanizmu dziedziczenia umożliwia wyrysowanie drzewa genealogicznego w linii męskiej. To właśnie zrobił Skorecki z chromosomami Y, które znalazł u Żydów mieszkających w różnych częściach świata, ale noszących podobne nazwisko. Markerem, który pozwala ustalenie genealogii w linii matczynej, jest mitochondrialny DNA (mtDNA). Jest to autonomiczny genom zawierający niektóre informacje o budowie i funkcjonowaniu mitochondriów. Nie ma on nic wspólnego z pozostałym (i zasadniczym) materiałem genetycznym komórki i wobec tego jest dziedziczony na odrębnych zasadach - pochodzi wyłącznie od matki, która przekazuje go zarówno córkom, jak i synom, ale tylko córki przekazują mitochondrialny DNA dalej swoim dzieciom. Skorecki i jego współpracownicy posłużyli się mitochondrialnym DNA w badaniu Żydów aszkenazyjskich (Żydów z Europy północnej i wschodniej). Odkryli dzięki temu, że 40 proc. aszkenazyjczyków pochodzi od czterech matek założycielek, i skwapliwie uznali to za potwierdzenie genetycznej jednorodności diaspory żydowskiej.

Wspólni przodkowie, różne dzieje

Badania prowadzone za pomocą tych dwóch markerów mają jednak tę wadę, że pomijają ogromną liczbę informacji. - Chromosom Y i mitochondrialny DNA stanowią niewielką część materiału genetycznego - wyjaśnia specjalista w dziedzinie genetyki molekularnej prof. Tomasz Grzybowski. - Mitochondrialny DNA zbudowany jest z 16 569 "cegiełek" (par zasad), a w całym ludzkim genomie są ich 3 mld.

Żeby uzyskać dokładniejsze wyniki, trzeba zastosować nowocześniejsze metody, takie jak badania szerokogenomowe wykorzystujące fragmenty całego jądrowego DNA wszystkich 23 par chromosomów. Markerami są tu miejsca na nici DNA, w których może dojść do mutacji. Oznacza to, że gen posadowiony w takim miejscu może wystąpić w jednej lub w innej postaci. Liczba markerów stosowanych w badaniach szerokogenomowych jest ogromna; w zależności od użytych narzędzi genetycy sprawdzają od 300 do 650 tys. takich miejsc - mówi prof. Grzybowski Takie właśnie szerokogenomowe badania przeprowadził Harry Ostrer z Uniwersytetu Nowojorskiego . Kierowany przez niego zespół przebadał genomy 237 osób wywodzących się z siedmiu diaspor: irańskiej, irackiej, syryjskiej, tureckiej, greckiej, włoskiej oraz Żydów aszkenazyjskich. Raport z tych badań zatytułowany „Dzieci Abrahama w epoce genomu” ukazał się w czerwcu tego roku („The American Journal of Human Genetics", vol. 86, nr 6). Tak oto dwa lata po publikacji książki Sanda genetyka populacyjna odpowiedziała na jego zarzuty.

- Dzięki badaniom szerokogenomowym, a dokładniej tzw. analizie polimorfizmów pojedynczych nukleotydów (SNP), Ostrerowi udało się pokazać cechy wspólne tych populacji oraz dzielące je różnice - ocenia prof. Grzybowski. - Widać, że pod względem genetycznym populacje żyjące w diasporze skupiają się w trzy grupy, co jest zgodne z historycznym podziałem na aszkenazyjczyków, sefardyjczyków i bliskowschodnich mizrachów. Widać też, że wszystkie trzy wywodzą się z Bliskiego Wschodu i są - choć w różnym stopniu - spokrewnione z tubylczą ludnością palestyńską. Z drugiej strony w obrębie tych grup ujawnia się pewna stratyfikacja, czyli rozwarstwienie. Żydzi europejscy - aszkenazyjczycy żyjący na wchodzie i na północy oraz sefardyjczycy zamieszkujący na południu - oraz Żydzi syryjscy są sobie bliżsi genetycznie i dość dobrze odróżniają się od Żydów bliskowschodnich. Miesiąc później w „Nature” (nr 7303 z 8 lipca) opublikowane zostały wyniki kolejnych analiz szerokogenomowych. Tym razem izraelsko-estońska grupa naukowców przebadała aż 14 populacji żydowskich. I doszła do takich samych wniosków - diaspora żydowska ma wspólny, bliskowschodni rodowód, ale jednocześnie wykazuje rozwarstwienie genetyczne świadczące o tym, że historia demograficzna każdej z tych populacji była inna.

- Rozwarstwienie powstało m.in. z powodu różnorodnych domieszek genetycznych - wyjaśnia prof. Grzybowski. - Najwyraźniej, mimo praktykowanej endogamii (tj. zwyczaju zawiązywania małżeństw w obrębie własnej grupy), do puli genetycznej dopływały geny z sąsiednich populacji. Ze względu na sąsiedztwo u aszkenazyjczyków występują przede wszystkim domieszki populacji europejskich, w wypadku Żydów z Bliskiego Wschodu - domieszki populacji północnoafrykańskich itd. Największe domieszki znajdujemy w populacjach żydowskich żyjących na krańcach diaspory: Żydzi z Indii są genetycznie bardzo podobni do populacji indyjskich, a Żydzi z Etiopii - do populacji etiopskich.

Geny narodowe

Czy to oznacza, że twierdzenia Sanda zostały obalone? Czy mamy w ręku naukowy dowód na to, iż Żydzi są narodem, wywodzą się z Izraela i mają prawo powrócić do swojej ziemi?
Profesor Grzybowski jest tą konkluzją ubawiony: - Naród, grupa etniczna czy rasa nie są pojęciami z dziedziny genetyki molekularnej! W ich definicjach można, a czasem nawet warto uwzględnić pewien komponent genetyczny, ale to nie genetyka rozstrzyga o zakresie takich pojęć.O czym zatem informują te badania? Po pierwsze, o tym - i jedynie o tym - że istnieje pokrewieństwo genetyczne między gałęziami diaspory żydowskiej. Nie wynika z nich, że diaspora stanowi naród lub jedność etniczną. Takie kwestie dyskutuje się w innym porządku myślenia, od którego genetyka musi się trzymać z daleka. Wszystkim, którzy sądzą inaczej, zwracam uwagę, że gdyby więzi genetyczne decydowały o przynależności narodowej lub etnicznej, Żydzi i Palestyńczycy znaleźliby się w jednej grupie. Do tego - na mocy symetrii - trzeba by uznać, że brak więzi genetycznych neguje tożsamość narodową jakiejś grupy. Na przykład Amerykanów. Po drugie, analiza markerów genetycznych potwierdza tezę, że diaspora żydowska wywodzi się z Bliskiego Wschodu. Genetyka nie zna jednak takich mutacji genetycznych, których obecność potwierdzałaby "naturalne" prawo Żydów do izraelskiej ziemi. Lub - na odwrót - ich brak byłby podstawą wygnania Żydów z ziemi, którą kupili i którą zasiedlają w zgodzie z międzynarodowymi traktatami. Gdyby jednak przyjąć, że istnieje więź ludu z ziemią, że da się ją wykazać za pomocą badań genetycznych i że ta więź im starsza, tym bardziej jest święta, to wszyscy powinniśmy spakować tobołki i wracać do Afryki, którą nasi przodkowie opuścili około 100 tys. lat temu.

Izrael wszystkich obywateli

Książka Shlomo Sanda wywołała skrajne reakcje. Jedni oskarżyli go o antysemityzm lub w najlepszym wypadku o nieroztropne podbijanie bębenka wrogom. Drudzy ledwie maskowali radość - "no proszę, Żyd, a też dołożył Żydom" - i z trudem powstrzymywali okrzyk, jaki przy innej okazji wyrwał się weterance amerykańskiego dziennikarstwa Helen Thomas: "Żydzi, wynoście się tam, skąd przyszliście. Do Polski, do Niemiec, do Stanów Zjednoczonych!". Jednym i drugim Sand stanowczo odpowiada, że jest orędownikiem istnienia Izraela. W przeciwieństwie do wielu Żydów, którzy wolą być obywatelami innych krajów i "nie narażać swoich dzieci na śmierć izraelskich wojnach", on "całe swoje życie mieszka w Izraelu" i wie, że "odebranie Izraelowi prawa do istnienia przyniosłoby jedynie nową tragedię". Pomiędzy skrajnymi ocenami lokują się opinie tych, którzy akurat zrozumieli wywód autora. Syjonizm - mówi Sand - tak jak większość europejskich nacjonalizmów ukształtował się XIX wieku. Wtedy gdy w Prusach Wschodnich wykluła się idea Wielkich Niemiec, które zjednoczą cały Volk, gdy Francuzi kreślili mapę ziem podbitych przez waleczne plemię Gallów, a Oswald Balzer zagłębiał się w zawiłości genealogii Piastów. Z ducha tamtego czasu wywodzi się podziw syjonistów dla idei narodu jako spoiwa społecznego i docenienie państwa jako gwaranta bezpieczeństwa ludności. "Narody" są wytworami tamtego czasu, przydatnymi konstrukcjami, które w sekularyzującym się świecie ułatwiały skupienie ludności wokół ośrodka władzy. Te konstrukcje raz opierają się na większej liczbie przesłanek, a raz na mniejszej. W wypadku diaspory żydowskiej przesłanek jest mniej - diaspora nie mówi jednym językiem, nie dzieli wspólnej historii nowożytnej, nie ma wspólnej tradycji poza religijną. Z braku dostatecznych więzi kulturowych syjoniści zwrócili się ku idei narodu połączonego więzami krwi.

Wymyślona "na sucho" ideologia nie sprostała jednak problemom, przed jakimi Izrael stanął w praktyce. Nie zdołała na przykład wynegocjować sprawiedliwej zasady przyznawania izraelskiego obywatelstwa. Mimo licznych modyfikacji tzw. "prawo powrotu" wciąż daje większe przywileje przybyszom zza oceanu niż osobom, które się urodziły w Izraelu, tyle że z nieodpowiedniej (czyli nieżydowskiej) matki. Sand jest przekonany, że Izrael stanie się państwem demokratycznym, a więc państwem wszystkich obywateli, dopiero wtedy, gdy porzuci syjonistyczną mrzonkę o biologicznej jedności narodu żydowskiego, gdy zrezygnuje z roli strażnika "żydowskości" i zaakceptuje "izraelskość". Byłby to pierwszy krok ku rozwiązaniu konfliktu z Palestyńczykami. Ten, kto zrozumiał wywód Sanda, rozumie też, że nie da się z nim polemizować za pomocą argumentów rodem z genetyki populacyjnej.

Mamy w sobie coś z neandertalczyka. Choć badania nadal trwają to odkrycie jest godne zwrócenia uwagi.

Homo sapiens miał zbliżenie płciowe z neandertalczykiem i każdy z nas nosi po tym genetyczną "pamiątkę" - przekonują badacze, którzy odczytali genom naszego najbliższego kuzyna

Pierwszy z Afryki wyszedł Homo erectus - blisko 1,9 mln lat temu. Zasiedlił Eurazję*. Kolejnego skoku z Czarnego Lądu do Azji dokonał przodek neandertalczyka 500-300 tys. lat temu (przypuszczalnie był to H. heidelbergensis lub H. rhodesiensis ). Poszedł szukać szczęścia na północy. Zasiedlił stopniowo Europę i zachodnią Azję.

Ostatni na podbój Europy wyruszył człowiek współczesny. Stało się to jakieś 80 tys. lat temu. Świadomie lub nie, zakończył on panowanie neandertalczyków na tych terenach. I ich obecność na świecie.

Rodzinną ziemię opuściła niewielka pionierska grupka Homo sapiens - szacuje się, że stanowiło ją ledwie kilkuset osobników. Wiemy o tym dzięki genetyce. Gdy jakaś populacja staje się bardzo mała, uczeni nazywają to wąskim gardłem ewolucji. Taka sytuacja zostawia ślady w DNA, które uczeni potrafią odczytać.

Po mniej więcej 20 tys. lat Homo sapiens natknęli się na Homo neandertaliensis na terenach Bliskiego Wschodu. To współistnienie rodziło pytanie, czy te dwa gatunki krzyżowały się ze sobą.
Istniały dowody zarówno "za", jak i "przeciw" tej teorii. Wydawało się, że szala przechyli się na stronę "przeciw" - badania genetyczne fragmentu neandertalskiego genomu (zawartego w maleńkich strukturach komórkowych - mitochondriach) nie potwierdziły tezy krzyżowania się. Ale uczeni podkreślali, że to zbyt słaby dowód, by ostatecznie rozwikłać tę zagadkę.

Może się to udać teraz, bo pojawiła się publikacja, która pozwala lepiej poznać, przynajmniej od genetycznej strony, naszego najbliższego kuzyna. Międzynarodowy zespół uczonych pod kierunkiem słynnego Svante Paabo z Instytutu Maksa Plancka w Lipsku (Niemcy) przedstawił wyniki odczytania 60 proc. całego neandertalskiego genomu, czyli około 4 mld par zasad.

Prawie same bakterie

Do badań wykorzystano trzy szkielety neandertalskich kobiet żyjących w chorwackiej jaskini Vindija 38 tys. lat temu. A raczej trzy ich kości - jedne z bardziej zniszczonych. Takie kości są bowiem najmniej interesujące dla paleontologów - w dobrym materiale, szkoda dłubać dziury. Z tym dłubaniem to wprawdzie przesada, bo wykorzystywano do tego maleńkie wiertła dentystyczne, a uzyskanego w ten sposób kościanego proszku uczeni pobrali zaledwie 400 mg. Tyle wystarczyło, by dokonać stosownych analiz, ale nie w ilości materiału leżał problem. Sekwencjonowanie prehistorycznego DNA, i to pochodzącego od osobnika żyjącego setki wieków temu, nie jest proste. Tak stary materiał genetyczny jest bardzo zniszczony - pocięty na małe fragmenty i zmieniony chemicznie. Trzeba go nie tylko wyizolować z próbki, ale przede wszystkim nie dopuścić do skażenia innym DNA. Biorąc pod uwagę, że ponad 95 proc. otrzymanego materiału genetycznego pochodziło od bakterii, które przez 40 tys. lat zamieszkiwały kości, zostało tylko kilka procent tego materiału, o który uczonym chodziło. Ponadto trzeba było bardzo uważać, żeby nie zanieczyścić go dodatkowo DNA pochodzącym od badaczy robiących analizy. Wtedy wyniki trafiają do kosza lub są zafałszowane. To bardzo ważne w sytuacji, gdy my i neandertalczycy, jak dowodzi praca, mamy wspólne aż 99,7 proc. genomu (neandertalskie DNA jest identyczne już tylko w 98,8 z szympansim, tak samo jak ludzkie). Żeby znaleźć te 0,03 proc. różnic, trzeba być bardzo dokładnym, prace wykonywać w specjalnym, sterylnym pomieszczeniu. Zespołowi Paabo dzięki zastosowaniu kilku nowatorskich pomysłów sztuka ta się udała. Wyniki porównano z genomami pochodzącymi od pięciu osób współcześnie żyjących w różnych częściach świata: w południowej i wschodniej Afryce, w Chinach, w Papui Nowej Gwinei oraz we Francji. Porównano je też z materiałem genetycznym szympansa. Co było ukryte w neandertalskich genach?

A jednak!

Po pierwsze - ludzie współcześni i neandertalczycy krzyżowali się ze sobą. I to już wtedy, kiedy po raz pierwszy się spotkali. Uczeni zakładają, że działo się to jakieś 60 tys. lat temu. Sprzyjało temu życie na wspólnym terenie i mała liczba Homo sapiens . Naukowcy wysunęli taką tezę na podstawie różnic i podobieństw DNA neandertalczyka do pięciu opisanych genomów. Okazało się, że ludzie pochodzący z Europy i Azji mają w swoim materiale genetycznym więcej "wstawek" z DNA kuzyna niż rdzenni Afrykańczycy. Gdybyśmy się nie krzyżowali, wspólnych fragmentów (w końcu jesteśmy najbliższymi kuzynami) byłoby tyle samo. A skoro nie jest, to znaczy, że po opuszczeniu Afryki wchodziliśmy w seksualne związki z neandertalczykami. Dość sporadycznie, ale jednak. Potem, gdy ludzie współcześni zaczęli rozchodzić się po Eurazji, te kontakty ustały, ale ponieśli oni neandertalskie DNA w świat. Szacuje się, że dziś mamy w sobie od 1 do 4 proc. materiału genetycznego pochodzącego od naszych kuzynów.

- To super myśleć, że niektórzy z nas mają w swoim DNA neandertalskie geny, ale dla mnie dużo ważniejsza w tej pracy jest możliwość badania genów charakterystycznych tylko dla nas. Bo to dopiero pokaże, co dało człowiekowi taką ewolucyjną przewagę - uważa Svante Paabo.

Skóra i kości... oraz plemnik

To mniej intrygujące dla laika, ale niezmiernie ważne dla nauki. Porównanie genomów neandertalczyka, naszego i szympansiego pozwoliło uczonym odsiać te fragmenty DNA, które są charakterystyczne tylko dla człowieka. Odkryto 212 takich miejsc. W 20 z nich widać bardzo silną pozytywną selekcję, co oznacza, że rejony te były promowane przez ewolucję. Są tam geny, które wpływają na nasze mentalne i poznawcze zdolności, na metabolizm (pozyskiwanie energii do procesów fizjologicznych), na rozwój szkieletu czaszki, klatki piersiowej, żeber, obojczyka oraz na budowę i funkcjonowanie skóry i gojenie się ran. A także na ruchliwość witki plemnika. Zapewne będzie ich więcej, bo, jak twierdzi jeden z głównych autorów pracy Richard E. Green z University of California w Santa Cruz: - Ten pierwszy odczyt neandertalskiego DNA to jak zeskrobanie paznokciem powierzchni skarbu, który jest w środku. Jeszcze dużo badań przed nami. Czy neandertalczycy przekazali nam jakiś ważny gen? - Raczej nie. Gdyby to było coś, co dawało nam ewolucyjną przewagę, już byśmy to znaleźli - komentuje Green. Ale do końca nie wiadomo. Materiał genetyczny na razie odczytano tylko raz, niektóre fragmenty dwa razy. To mało. Normalnie wykonuje się co najmniej pięć powtórek, żeby uniknąć błędów. Co ciekawe, dotychczas nie znaleziono śladów ludzkiego DNA w neandertalskim. A powinno tam być.

Praca zwraca uwagę na jeszcze inny aspekt ludzkiej genetyki. Dotychczas sądzono, że ludzie, niezależnie od tego, skąd pochodzą, mają niemal identyczne DNA (mimo np. innego koloru skóry zmiany są minimalne). Obecne badanie dowodzi, że jednak rdzenni Afrykanie różnią się od Azjatów czy Europejczyków.

*Niedawno zespół Paabo ogłosił wyniki badań sugerujące istnienie jeszcze jednej nieznanej migracji hominidów, która miała miejsce około 1 mln lat temu. Nowy gatunek podobno przetrwał na terenie Eurazji aż do czasu, gdy pojawił się tam Homo sapiens . Badania trwają.

Które geny są najważniejsze? - grudzień 2010

Z pewnością te, których uszkodzenie niechybnie prowadzi do śmierci. Intuicyjnie powinny to być najbardziej niezmienne kodujące odcinki DNA, które są najstarsze ewolucyjnie i najmniej zróżnicowane pomiędzy gatunkami. Ale intuicja prowadzi nas w tej kwestii na manowce - twierdzą na łamach "Science" uczeni z Uniwersytetu w Chicago.

Amerykańscy naukowcy porównali genomy 12 różnych gatunków muszki owocowej i wyselekcjonowali blisko dwieście genów, które pojawiły się w ciągu ostatnich 3-35 mln lat. W skali ewolucji na poziomie molekularnym to niezbyt długo. A skoro tak - założyli badacze - nie powinny to być geny o fundamentalnym znaczeniu dla rozwoju owocówek. Żeby to sprawdzić, zastosowali coraz popularniejszą technikę "wyciszania" wyselekcjonowanych fragmentów DNA. Wyniki okazały się zaskakujące: blisko jedna trzecia z wyłączanych genów okazała się niezbędna dla życia!

Co ciekawe, stosunek genów niezbędnych do tych nieco mniej ważnych jest taki sam wśród nowych ewolucyjnych nabytków, jak i tych obecnych w genomie muszki od setek milionów lat. Wygląda więc na to, że wbrew dotychczasowym dogmatom nowe geny bardzo szybko zostają włączone w istniejące sieci wzajemnych zależności i stają się równie ważne jak te stare.

Immunoterapia nowotworów i perspektywy jej rozwoju

Istnieją coraz liczniejsze dowody potwierdzające ważną rolę układu odpornościowego w powstawaniu i rozwoju nowotworów. Coraz lepsze zrozumienie molekularnych i komórkowych mechanizmów funkcjonowania układu immunologicznego stworzyło podstawy do rozwoju wielu innowacyjnych i obiecujących strategii terapeutycznych, polegających na modulacji nieswoistej i swoistej immunologicznej odpowiedzi przeciwnowotworowej. Największym osiągnięciem immunoterapii nowotworów ostatniego 20-lecia jest opracowanie technologii oraz wprowadzenie szeregu swoistych przeciwciał monoklonalnych do praktyki klinicznej. Pierwszą cytokiną zarejestrowaną do le­czenia nowotworów był interferon α, następnie liczne badania kliniczne nad interleukiną 2 doprowadziły do jej rejestracji w leczeniu raka nerki. Prężnie roz­wijającą się gałęzią biernej swoistej immunoterapii jest terapia adoptywna, w której wykorzystuje się autologiczne komórki naciekające guzy lub autologiczne limfocyty izolowane z krwi obwodowej. Nieswoiste immunostymulatory i immunomodulatory nie znalazły trwałego miejsca w rutynowej praktyce klinicznej, jednak zawiesina uśmierconych Mycobacterium vaccae okazała się bardziej skuteczna w badaniu III fazy w leczeniu niedrobnokomórkowego raka płuc (gruczolakoraka) w porównaniu z chemioterapią. W licznych badaniach klinicznych analizuje się skuteczność terapeutyczną różnych typów tzw. terapeutycznych szczepionek rakowych, m.in. peptydowych, wirusowych, DNA, szczepionek opartych na białkach szoku cieplnego (HSP) oraz komórkach, w tym genetycznie modyfikowanych komórkach dendrytycznych (DC) czy komórkach guza (GMTV). Wyniki przeprowadzonych badań są nadal niesatysfakcjonujące. Dotychczas w Kanadzie i Rosji zarejestrowano po jednej szczepionce rakowej. Lekiem bliskim zatwierdzenia przez FDA (Food and Drug Administration) w USA, oczekiwanego w maju 2010 r., w leczeniu hormonoopornego raka stercza jest Sipeleucel-T, składający się z autologicznych DC, inkubowanych ex vivo z białkiem fuzyjnym składającym się PAP (prostatic acid phosphatase – antygen obecny na komórkach gruczołu krokowego) połączonego z GM-CSF. Bioimmunoterapeutyki, przeznaczone szczególnie dla celów aktywnej immunoterapii nowotworów, stanowią unikalną grupę produktów medycznych. Wykazują one zupełnie inną farmakodynamikę oraz mechanizm działania niż chemioterapeutyki czy tzw. małe cząsteczki (small molecules) w niszczeniu komórek nowotworowych. Nadal jednak agencje regulatorowe aprobują tylko standardowe metody oceny efektywności tych preparatów (przeznaczone dla chemioterapeutyków), w tym dobór chorych, planowanie protokołów badań klinicznych, cele (end points) czy systemy oceny efektywności terapii. W końcu, podobnie jak w przepadku innych rodzajów terapii nowotworów, konieczna jest personalizacja leczenia z wykorzystaniem biomarkerów, których nadal się poszukuje. Obecnie na świecie toczy się burzliwa dyskusja na temat istotnych zmian w zakresie planowania i realizacji badań klinicznych aktywnej immunoterapii. Bez tych zmian można przeoczyć produkty medyczne, które potencjalnie mogą przynieść zysk terapeutyczny chorym.

Genetycznie modyfikowane uprawy i żywność – za i przeciw

Ostatnie lata przyniosły również badania i modyfikacje genetyczne nad żywnością. Warto zapoznać się z tą kwestią.

Spojrzenie historyczne: inżynieria genetyczna i nasze rozumienie fenomenu życia
Poznanie molekularnych mechanizmów dziedziczenia, rozwój biologii molekularnej i możliwości, jakie stwarza tzw. inżynieria genetyczna, to wielkie osiągnięcia nauki w ostatnim stuleciu. Te odkrycia podsyciły nadzieje, że zbliżamy się do rozwiązania zagadki życia i że wkrótce zyskamy narzędzia, aby naturę poprawiać i naginać do naszych potrzeb. Początkowo dominowało przekonanie, że gen (DNA) jest jedynym i absolutnym determinantem cech fenotypowych organizmu, a relacja między genotypem i fenotypem ma prosty charakter liniowy. Taki uproszczony ogląd życia zawarty był w dogmacie, którego autorami byli Crick i Watson: „DNA [gene] makes RNA, RNA makes protein, a protein makes us.” Jeszcze w czasie trwania projektu Human Genome Project, w ramach którego w 2003 roku ustalono pełną sekwencję DNA zawartego w ludzkim genomie, wydawało się, że poznanie sekwencji genów pozwoli nam zrozumieć istotę życia, poznać przyczyny wielu chorób oraz opracować narzędzia terapeutyczne. Te nadzieje się nie spełniły, a kolejny wielki projekt badawczy pod kryptonimem Encode pozwolił odkryć dalsze, nieoczekiwane poziomy komplikacji w procesie regulacji ekspresji genów i tym samym ujawnił dalszą złożoność fenomenu życia [czytaj więcej w: 1]. W pewnym sensie technologia otrzymywania genetycznie zmodyfikowanych organizmów (GMO) oraz kuszące perspektywy modyfikacji roślin i zwierząt a także „terapii genowej” u ludzi bazują na wczesnym, redukcjonistycznym myśleniu o funkcji genu (jeden gen – jedna funkcja) i nie uwzględniają dalszych odkryć dotyczących złożoności przekazywania informacji genetycznej. To powoduje, że być może ignorujemy pewne zjawiska biologiczne, które towarzyszą modyfikacjom genetycznym i mogą sprawiać, że manipulacje te nie dają jedynie zamierzonych efektów, ale są obarczone niezamierzonymi, ubocznymi skutkami transgenezy. Należy też pamiętać, że ewolucja wytworzyła gatunki roślin, zwierząt i mikroorganizmów, z których każdy ma odrębną pulę genów. Odległe gatunki nie krzyżują się ze sobą w naturalnych warunkach. Przez tysiąclecia udoskonalanie odmian hodowlanych odbywało się w oparciu o naturalne mechanizmy krzyżowania roślin pokrewnych i selekcji pożądanych cech – bez sztucznej ingerencji w genom roślin. Techniki inżynierii genetycznej znajdują zastosowanie w rolnictwie dopiero od niespełna dwóch dekad; żadne wcześniejsze doświadczenia nie pozwalają dziś przewidzieć, jakie będą tego odległe skutki [przegląd w: 2, 3].
Co to jest GMO i do czego może być wykorzystane

Modyfikacje genetyczne w pierwszej kolejności zostały zastosowane w odniesieniu do mikroorganizmów. Wprowadzenie określonych obcych genów do genomu bakterii, pleśni, drożdży itp. doprowadziło do uzyskania genetycznie modyfikowanych organizmów (GMO), których produkty są pożyteczne dla człowieka, znajdują zastosowanie przede wszystkim w przemyśle czy farmacji. Genetyczne modyfikacje są też podstawowym narzędziem badawczym w naukach biologicznych i medycznych, gdzie służą badaniu funkcji genów i mechanizmów regulujących ich aktywność, ich roli w procesach chorobowych, etc. Takie zastosowania nie budzą większych kontrowersji, przede wszystkim dlatego, że GMO pozostają w obiegu zamkniętym i nie wydostają się do środowiska.Jednak zastosowanie analogicznych manipulacji genetycznych na roślinach i zwierzętach rodzi wiele nowych problemów i nieoczekiwanych zagrożeń. Najpoważniejsze wątpliwości dotyczą GM roślin uprawnych i zwierząt hodowlanych – raz dlatego, że GMO wkracza do produkcji żywności, dwa – dlatego, że produkcja ta odbywa się w środowisku naturalnym. Obawy dotyczą więc zarówno bezpieczeństwa zdrowotnego jak i zagrożeń środowiskowych.

Genetycznie modyfikowane rośliny uprawne

Pierwsze próby modyfikacji genetycznych roślin uprawnych miały miejsce w latach 80-tych XX wieku i dotyczyły tytoniu, a nie roślin spożywczych. Pierwszym dopuszczonym do spożycia przez ludzi GM produktem był pomidor Flavr Savr, który charakteryzował się przedłużonym okresem przechowywania (1994). Pomidor ten nie odniósł sukcesu komercyjnego – prawdopodobnie wskutek braku akceptacji konsumentów i został wycofany z rynku. Także i dzisiaj, wbrew powszechnym wyobrażeniom, asortyment modyfikowanych genetycznie roślin uprawnych jest raczej skromny. Są to niemal wyłącznie cztery rośliny: soja, kukurydza, rzepak i bawełna. Nie ma w sprzedaży genetycznie modyfikowanych pomidorów, truskawek ani sałaty. Również takie produkty rolne jak nektarynki, bezpestkowe mandarynki czy pszenżyto, często mylnie określane jako GMO, nie są produktami inżynierii genetycznej – zostały otrzymane za pomocą tradycyjnych metod ulepszania odmian uprawnych lub krzyżówek międzygatunkowych. W Europie dopuszczono do uprawy jedynie dwie rośliny GMO: kukurydzę MON 810 (Monsanto) oraz ziemniak Amflora (BASF). Kukurydza MON 810 ma wszczepiony gen Cry z pałeczki glebowej Bacillus thuringensis, kodujący białko Bt - toksynę o właściwościach owadobójczych. Z kolei ziemniak Amflora został zmodyfikowany tak, aby nie produkować skrobi amylozowej, a wyłącznie skrobię amylopektynową, przydatną w wielu zastosowaniach przemysłowych (w branżach papierniczej, włókienniczej i klejowej). Amflora jest wiec ziemniakiem przemysłowym, ale nie da się wykluczyć, że w przypadkowy sposób może zostać wprowadzona do łańcucha pokarmowego ludzi i zwierząt gospodarskich. Wiele krajów Europy zakazało upraw GM kukurydzy, a niektóre także GM ziemniaka.

Podstawowe rodzaje modyfikacji genetycznych w rolnictwie

Wbrew rozpowszechnionym opiniom, GM odmiany roślin odpornych na suszę i inne zmiany klimatyczne, mogące rosnąć na glebach zasolonych, jak również słynny „złoty ryż” wzbogacony w prowitaminę A – wciąż pozostają w sferze badań laboratoryjnych i nie są dopuszczone do uprawy ani do spożycia. Przemysł biotechnologiczny nie jest zainteresowany komercjalizacją takich GM odmian, które byłyby odporne na suszę, zasolenie gleby, chłód, itp. - ze względu na ich „niedostateczny potencjał marketingowy” [56]. Mimo to zdarza się czytać w prasie, że „złoty ryż uratował miliony dzieci w Azji od ślepoty wywołanej niedoborem wit. A”. Ponad 90% uprawianych obecnie na świecie odmian GMO zawiera jedynie dwa rodzaje modyfikacji, z których jedna powoduje, że rośliny mają oporność na herbicyd, a druga - zdolność syntezy bakteryjnej toksyny Bt, która jest pestycydem. Rośliny pierwszego typu są oznaczane jako HR (herbicide resistant). Najczęstszą marką handlową roślin HR są odmiany Roundup Ready (RR) produkowane przez firmę Monsanto. Są one odporne na herbicyd Roundup, produkt tej samej firmy. Modyfikacja pozwala stosować opryski herbicydowe w czasie sezonu wegetacyjnego – chwasty giną, a uprawy GMO tolerują herbicyd.

Czy żywność otrzymana z odmian GMO może być szkodliwa?

Trudno dziś odpowiedzieć na pytanie, czy te produkty mogą być szkodliwe dla zdrowia. Wyniki badań naukowych na zwierzętach są niejednoznaczne, a badań epidemiologicznych na ludziach nikt nie prowadził, głównie dlatego, że w krajach obu Ameryk, w których ta żywność pojawiła się najwcześniej i występuje najpowszechniej – nie ma obowiązku oznaczania zawartości GMO na etykietach. Praktycznie więc nie da się ankietować konsumentów w zakresie spożywania przez nich żywności GMO. Zatem teza, że doświadczenia amerykańskich konsumentów wskazują na brak szkodliwości GMO - jest metodologicznie całkowicie nieuprawniona. Wyniki dotychczasowych badań wskazują, że żywność GMO dopuszczona do obrotu raczej nie powoduje ostrej toksyczności [10-18]. Jeżeli wystąpią jakieś efekty szkodliwe, to dynamika ich pojawiania się będzie taka jak w przypadku narażenia na dym tytoniowy czy azbest  – ujawni się po latach. Powstają zatem zastrzeżenia co do metod oceny ryzyka – powszechnie bowiem wykonuje się tylko krótkoterminowe testy na dorosłych zwierzętach laboratoryjnych (badanie toksyczności ostrej i subchronicznej, zazwyczaj testy 90-cio dniowe na szczurach). Przy takim podejściu badawczym subtelne zmiany słabo się ujawniają, albo wcale. Brakuje długoterminowych testów oraz badań wielopokoleniowych [4-9] .

Czy „obcy DNA” może być szkodliwy?

Obecnie wydaje się, że szkodliwe efekty żywności GMO raczej nie są związane z obecnością „obcego DNA” w genomie rośliny, chociaż w świetle coraz większej wiedzy o złożoności ekspresji informacji genetycznej (o czym wspomniano na wstępie), nie można tego całkowicie wykluczyć. Także coraz więcej wiadomo o ubocznych efektach transgenezy: wstawienie obcego genu w DNA rośliny powoduje powstawanie bardzo licznych mutacji, w tym rearanżacji materiału genetycznego oraz tzw. „efektu pozycji” – nowy gen może się znaleźć pod kontrolą niezamierzonych elementów regulacyjnych, a także elementy regulacyjne transgenu mogą spowodować zaburzenia aktywności wewnętrznych genów rośliny [przegląd w: 19]. Synteza białka wprowadzonego do rośliny metodą inżynierii genetycznej, także może prowadzić do nieoczekiwanych interakcji i modyfikacji jego cech, np. nabywania cech alergennych [43-46].

Wbrew zapewnieniom biotechnologów „obcy DNA” znajdujący się w diecie wcale nie musi być całkowicie trawiony w przewodzie pokarmowym ssaków, w tym człowieka [20-26]. Przy podwyższonym pH w żołądku (np. wskutek stosowania leków hamujących wydzielanie kwasu żołądkowego, czy neutralizujacych jego działanie), kwasy nukleinowe nie są trawione i przechodzą do jelita. Wykazano, że fragmenty transgenu (zawierające m.in. elementy wirusowe, czy geny oporności na antybiotyki) mogą przenikać z jelita do krwi, a nawet być wydzielane z mlekiem. Może się to okazać nie bez znaczenia, w świetle ostatnich odkryć, które wykazały, że cząsteczki mikroRNA obecne w diecie (w ryżu) mogą przenikać do komórek człowieka i w aktywny sposób regulować ekspresję ludzkich genów [27]. Jest to dowód, że teza „jesteśmy tym, co jemy” nie jest wcale poetycką przenośnią. Wciąż też pozostają obawy związane z faktem  stosowania w inżynierii genetycznej markerów selekcyjnych w postaci genów oporności na antybiotyki. W świetle rosnącego problemu antybiotykoopornosci drobnoustrojów chorobotwórczych Komisja Europejska zakazała uwalniania do środowiska GMO posiadających geny oporności na antybiotyki, ze względu na ryzyko przeniesienia tej cechy na bakterie w procesie poziomego transferu genu.

Pestycydy w żywności GMO

O ile nie ma twardych dowodów naukowych, że „obcy DNA” wprowadzony do roślin transgenicznych może być przyczyną szkodliwych efektów u ludzi, coraz więcej pojawia się informacji o szkodliwości pestycydów stosowanych w technologii uprawy typowej dla GMO [28-42]. Trzeba bowiem pamiętać, że większość uprawianych na świecie odmian GMO ma jeden z dwóch (albo oba na raz) rodzajów modyfikacji – odporność na opryski herbicydowe, albo zdolność do produkcji toksyny Bt – bakteryjnego pestycydu. Coraz więcej danych wskazuje, że herbicydy takie jak Roundup mogą powodować wady rozwojowe i problemy z płodnością. Nie wiadomo dotąd, jakie działanie może mieć toksyna Bt w organizmie człowieka. Niepokojący jest z pewnością fakt, że zarówno Roundup jak i toksyna Bt przenikają do krwi człowieka. Jeszcze niedawno sądzono, że toksyna Bt ulega degradacji w pH soku żołądkowego i że ssaki nie mają w jelitach receptorów pozwalających wchłaniać to białko. Dziś już wiadomo, że jest inaczej.

Kanadyjscy badacze przeanalizowali próbki krwi pobrane od 30 ciężarnych kobiet i ich nowonarodzonych dzieci oraz od 39 kobiet nie będących w ciąży. W próbkach poszukiwano dwóch herbicydów (glifosat i glufosynat amonowy), oraz produktów ich rozpadu (kwas 3-MPPA) i białka Bt. Glifosat jest  substancją czynną herbicydu totalnego Roundup, którym kilka razy w sezonie wegetacyjnym spryskiwane są rośliny Roundup Ready. Podobne zastosowanie ma glufosynat amonowy. Toksynę Bt wykryto u 93% przebadanych matek i u 80% noworodków, a także u 69% kobiet nie będących w ciąży. Glifosat i glufosynat znaleziono tylko u kobiet nie będących w ciąży (odpowiednio u 5% i 18% badanych). Natomiast kwas 3-MPPA znaleziono we krwi u wszystkich ciężarnych i u wszystkich noworodków (100%) [43]. Te dane wskazują, że żywność wytworzoną w technologii GMO trudno zaliczyć do tak zwanej zdrowej żywności. .

Opłacalność upraw GMO

Dużo się mówi, że żywność GMO może być tańsza niż produkowana metodami tradycyjnymi. Soja GMO importowana z obu Ameryk jest rzeczywiście tańsza, ale prawdopodobnie głównie dlatego, że pochodzi z wielkoobszarowych, przemysłowych upraw, gdzie zostały do minimum ograniczone koszty pracy ludzkiej. Taki agrobiznesowy model nie pasuje do polskiej wsi, ani nie powinien być promowany w Polsce, jako sprzeczny z zasadami zrównoważonego rozwoju i wykazujący negatywny wpływ na bioróżnorodność. Szczególnie wobec faktu, że polska wieś ma nadmiar rąk do pracy, korzystne jest skierowanie tej siły roboczej w stronę bardziej pracochłonnego rolnictwa ekologicznego i rodzinnego. Taki rodzaj rolnictwa produkuje żywność wysokiej jakości i daje utrzymanie ludności wiejskiej. Natomiast uprawy GMO nieodwołalnie prowadzą do latyfundyzacji wsi, rugowania drobnych rolników z ziemi i wzrostu bezrobocia. Na koszt upraw GMO coraz większy wpływ będzie także miało nasilające się zjawisko powstawania odporności chwastów na herbicydy stosowane w uprawach odmian HT (herbicide tolerant) oraz uodparnianie się szkodników upraw na odmiany Bt [49-56]. Kwestia wydajności upraw GMO i ich opłacalności jest omówiona w kilku raportach różnych instytucji [56-59].

Komórkowy powrót do przeszłości

Cofanie biologicznego czasu dorosłych komórek do etapu komórek macierzystych zostało uznane przez wydawców "Science" za naukowy przełom roku 2008. Dlaczego? - Otworzyło przed nami całkiem nowe perspektywy badania wielu chorób i walki z nimi - uważają uczeni.

W 2007 roku naukowcy z Japonii i USA udowodnili, że za pomocą tylko czterech genów (KLF4, SOX2, OCT4 i c-MYC) można tak przeprogramować dorosłe komórki ludzkiej skóry, by zyskały zdolności zarodkowych komórek macierzystych. Rok 2008 przyniósł trzy kolejne odkrycia (wszystkie prace opublikowane zostały w sierpniu). Najpierw badacze z uniwersytetu Columbia poinformowali o tym, że udało im się z komórek skóry wyhodować komórki macierzyste, a z nich nerwowe. Komórki pobrano od sparaliżowanej kobiety cierpiącej na tzw. stwardnienie boczne zanikowe (ALS), zwane też chorobą Lou Gehriga. Stworzone neurony uczeni będą teraz namnażać i sprawdzać, dlaczego akurat u osób chorych na ALS ulegają one zniszczeniu. Zaledwie tydzień później kolejny zespół naukowców dowiódł, że to samo możliwe jest w przypadku dziesięciu innych schorzeń, m.in. cukrzycy, zespołu Downa, choroby Parkinsona czy pląsawicy Huntungtona. Trzecie odkrycie różniło się nieco od poprzednich. Badacze z Harvardu za pomocą specjalnie przygotowanych wirusów wyposażonych w trzy geny - Ngn3, Pdx1 i Mafa - przekształcili dojrzałe komórki trzustki (odpowiedzialne za produkcję enzymów trawiennych) w komórki beta wytwarzające insulinę. Co ciekawe, dokonali tego z pominięciem etapu komórek macierzystych. Najważniejsze jednak jest to, że eksperyment ten przeprowadzony został nie na hodowli komórkowej, ale w organizmie chorej na cukrzycę myszy.

namierzanie genów raka to również odkrycie roku 2008

Nowotwory to obecnie druga po chorobach układu krążenia przyczyna zgonu w krajach rozwiniętych. I niestety - na tym froncie medycyna wciąż notuje więcej porażek niż sukcesów. Nadzieje na te drugie wielu ekspertów widzi w zrozumieniu genetycznych mechanizmów sprawiających, że zdrowe komórki złośliwiej i przekształcają się w nowotwór. Na całym świecie trwają obecnie dziesiątki, jeżeli nie setki programów badawczych, których autorzy postawili sobie jeden cel - znaleźć geny raka. Według tygodnika "Science" tegoroczne osiągnięcia w tej dziedzinie medycyny zasługują na trzecie miejsce na liście naukowych przełomów roku.

Pojawiła się na przykład szansa na zdobycie genetycznego profilu jednego z najbardziej zabójczych nowotworów - raka trzustki. Z kolei w przypadku złośliwych guzów mózgu - glejaków - udało się prawdopodobnie zidentyfikować jednego z genetycznych winowajców - gen o nazwie IDH1 obecny u ponad 12 proc. chorych. Podobne rezultaty uzyskano m.in. w przypadku raka płuca i ostrej białaczki szpikowej.

18 maja 2000 „Nature” publikuje artykuł zawierający dokładne dane na temat budowy chromosomu 21 u człowieka

Chromosom 21 jest najmniejszym z ludzkich chromosomów. Powinien więc nazywać się chromosom 22, ale do niedawna sądzono, że chromosom noszący to miano jest jeszcze mniejszy, i tak nazwy są już ustalone. Być może dlatego, że jest  to najmniejszy chromosom i przypuszczalnie ma najmniejszą liczbę genów, jako jedyny może istnieć w zdrowym ludzkim organizmie w trzech kopiach. We wszystkich innych wypadkach posiadanie dodatkowej kopii całego chromosomu tak narusza równowagę ludzkiego genomu, że organizm w ogóle nie może się poprawnie rozwinąć. Czasami rodzą się dzieci  z dodatkowym chromosomem 13 lub 18, ale nigdy nie żyją dłużej niż kilka dni*. Dzieci urodzone z dodatkowym chromosomem 21 są zdrowe, wyraźnie szczęśliwe i mogą żyć wiele lat. Ale na tym pełnym negatywizmu świecie nie są uważane za "normalne". Mają zespół Downa. Natychmiast rozpoznajemy ich charakterystyczny wygląd - niski wzrost, pulchne ciało, wąskie oczy, uśmiechnięte twarze. Są też umysłowo upośledzone, łagodne i szybko się starzeją, często rozwija się u nich postać choroby Alzheimera, i często umierają przed czterdziestym rokiem życia.

Sierpień 2005 rok – USA Genom szympansa podobny do ludzkiego

Jakie są genetyczne różnice między człowiekiem a szympansem? Prawie żadne, ale to prawie robi wielką różnicę. Uczeni z USA, którzy rozpracowali genom szympansa, twierdzą, że jest on na 96% identyczny z ludzkim. Wyniki pracy Konsorcjum ds. Sekwencjonowania i Analizy Genomu Szympansa zaprezentowane zostały na łamach tygodnika "Nature". Genetycy mają nadzieję, że ich badania pozwolą znaleźć odpowiedź na pytanie, dlaczego ludzie zapadają na takie choroby jak Alzheimer, AIDS, czy niektóre typy raka, a szympansy nie.

Może to pomóc w opracowaniu skutecznej terapii. Dzięki poznaniu genomu można będzie też zidentyfikować te własności DNA, które pozwoliły na rozwój typowo ludzkich cech - zdolności mowy i poznawczych, chodzenia w pozycji wyprostowanej. Genom szympansa jest pierwszym zsekwencjonowanym genomem małpy i czwartym zsekwencjonowanym genomem ssaka - po człowieku, myszy i szczurze.

Zdaniem naukowców, wyniki te to tylko wierzchołek góry lodowej. Lepsze zrozumienie, które sekwencje DNA odpowiadają za typowo ludzkie cechy, a które są pod tym względem mniej ważne, powinno być łatwiejsze, gdy poznamy genomy kolejnych ssaków, w tym ssaków naczelnych.

Sierpień 2005 – poznaliśmy genom ryżu

Kod genetyczny ryżu jest bardziej złożony niż człowieka - twierdzą naukowcy Prace nad sekwencjonowaniem genomu tej rośliny właśnie się zakończyły. Eksperci zidentyfikowali 389 milionów par zasad - niemal wszystkie tworzące kod genetyczny ryżu.

Wyniki tych badań mają przyspieszyć prace nad stworzeniem nowych, bardziej odpornych i wydajnych odmian rośliny, stanowiącej podstawę wyżywienia połowy populacji świata.
Jak uważają naukowcy z International Rice Genome Sequencing Project - zespołu badaczy m.in. z Japonii, USA, Chin, Brazylii, Indii, Francji i Tajlandii - produkcja ryżu musi wzrosnąć o jedną trzecią w ciągu 20 lat, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu. Wyniki ich badań publikuje najnowsze wydanie "Nature". Ryż - podkreślają genetycy - jest rośliną niezwykle skomplikowaną. Z badań wynika, że ma ok. 37,5 tys. genów. Dla porównania - człowiek ma ich "tylko" ok. 20 - 25 tys. Prace nad zbadaniem genomu tej rośliny trwały od 1998 roku. W 2000 roku wstępny szkic przedstawiła amerykańska firma Monsanto. Dwa lata później wyniki własnych badań nad genomem ryżu zaprezentowali naukowcy chińscy i szwajcarscy. W ubiegłym roku uczeni z opisywanego wyżej międzynarodowego zespołu poinformowali o zsekwencjonowaniu 95 proc. genomu rośliny.

Informacje z sierpnia tym razem 2008 roku przynoszą wieści o niezwykłej książce!

Tej książki jeszcze nie ma w sprzedaży, ale już istnieje w 70 mld kopii. A wszystkie mieszczą się w małej fiolce, bo po raz pierwszy w dziejach literatury zapisane są w alfabecie DNA

Natura zapisała w DNA program rozwoju każdego organizmu. George Church, profesor genetyki na Harvardzie, zapisał w nim swoją najnowszą książkę. Ma ona ponad 300 stron, a jej tytuł nawiązuje do Genesis, biblijnej Księgi Rodzaju: "ReGenesis: jak biologia syntetyczna na nowo wymyśli naturę i nas samych".

Mało w tym pokory - Church należy do tych biologów, których ambicją jest poprawienie dzieła stworzenia. Za pomocą manipulacji w DNA chcą oni tworzyć sztuczne mikroorganizmy, jakich dotąd nie było w naturze, i zaprzęgać je do pracy dla ludzi - żeby wytwarzały leki, ekologiczne paliwa czy nowe tworzywa.

Kolejnym krokiem jest przeprogramowanie ludzkiego DNA - np. w celu naprawy chorych tkanek lub wyhodowania nowych do przeszczepu. To niemal otwarta zabawa w Pana Boga. George Church - barczystą posturą, gęstą siwą brodą i burzą włosów - nawet przypomina boskiego Stworzyciela z renesansowych fresków.

Na razie udało mu się stworzyć nową dziedzinę nauki - biologię syntetyczną. Był jej pionierem, architektem słynnego "Human Genome Project", czyli wielkiego przedsięwzięcia zmierzającego do odczytania litera po literze całego ludzkiego DNA. Od kilku lat zajmuje się syntezą sztucznych genów, czyli fragmentów DNA, które - wbudowane w genom bakterii czy drożdży - wykonywałyby użyteczne dla nas zadania.

Zapewne w "ReGenesis..." kreśli swoją wizję tego, jak daleko mogą posunąć się biologowie w kreacji sztucznego DNA i opartego na nim świata. Książka dopiero w październiku ukaże się w druku, ale prof. Church nie mógł się oprzeć, by na jej przykładzie już teraz nie pokazać jednego z przyszłych zastosowań inżynierii genetycznej.

Nukleotydy zamiast liter, zer i jedynek W tym wypadku chodzi o użycie DNA jako nośnika informacji. Wszelkiej, a nie tylko genetycznej. Naukowcy od dawna są pod wrażeniem tego, jak dużo danych może być zakodowane w kwasie deoksyrybonukleinowym. Prawie cały plan rozwoju i działania organizmu mieści się w jądrze komórkowym o rozmiarze ledwie kilku milionowych części metra.

DNA ma postać łańcucha, którego ogniwami są cztery rodzaje nukleotydów (oznaczane przez: A, C, T, G). W ludzkim DNA jest ich ponad 3 mld. Teoretycznie każdy z nukleotydów mógłby kodować dwa bity informacji, czyli w jednym gramie DNA - jak wylicza prof. Church w ostatnim "Science" - można zapisać 455 eksabajtów danych. To jest 455 trylionów bajtów. Dużo? Bardzo. Łączna pojemność wszystkich cyfrowych dysków i innych magazynów pamięci na świecie jest ledwie trzy razy większa. Wszystkie archiwa świata można byłoby więc skopiować i zmieścić w mniej niż trzech gramach kwasu deoksyrybonukleinowego!
Innymi słowy, biologia potrafiła upchnąć bit informacji w objętości ledwie jednego nanometra sześciennego. Najlepsze twarde dyski i pamięci flash mają miliony razy mniejszą gęstość zapisu. Żaden ze stworzonych przez ludzi elektronicznych środków zapisu informacji nie ma raczej szans dorównać DNA, nawet eksperymentalne pamięci oparte na kwantowej holografii. Inną zaletą DNA jest dość wysoka trwałość i niewielkie wymagania dotyczące przechowywania. Naukowcy potrafią odtworzyć DNA wydobyte z resztek kości neandertalczyków, które przeleżały w ziemi dziesiątki tysięcy lat. Wreszcie, ten biologiczny standard zapisu nie zużyje się i nie trafi do lamusa tak szybko jak kolejne elektroniczne wynalazki ludzi. Karty perforowane, taśmy magnetyczne, duże, a potem małe dyskietki - pojawiły się i znikły po kilku latach zastąpione przez nowsze pamięci. Teraz coraz częściej mamy kłopot z odczytaniem zapisanych na nich danych, a czasem jest to już wręcz niemożliwe. DNA zaś istnieje i działa od dobrych 3,5 mld lat, a i w przyszłości nie widać, by miał być czymś zastąpiony. I jedno jest raczej pewne: sposoby odczytu i zapisu informacji genetycznej będą się tylko polepszały, bo jest to informacja kluczowa dla naszego zdrowia.

Drukowanie DNA

Można by spytać: skoro to taki rewelacyjny nośnik danych, to dlaczego jeszcze nie chodzimy z fiolkami DNA w kieszeniach zamiast pamięciami USB? Główną przeszkodą jest to, że na razie raczkujemy zarówno w syntezie łańcuchów DNA, jak i w ich odczytywaniu (sekwencjonowaniu). Dopiero uczymy się robić to bezbłędnie. Poza tym jest to czasochłonne i wciąż piekielnie drogie, choć koszty od kilku lat spadają w błyskawicznym tempie. Przyczynił się do tego m.in. prof. Church, który dwa lata temu wymyślił prostą i dziesiątki razy tańszą od dotychczasowych technologię tworzenia krótkich łańcuchów DNA, złożonych z 20-200 nukleotydów, tzw. oligonukleotytów. Dzięki nowej metodzie można syntetyzować hurtem nawet do miliona takich krótkich kawałków DNA za pomocą "drukarki" na tzw. mikromacierzy (szklanej płytce rozmiaru zwykłego slajdu). Właśnie w ten sposób zapisał swoją książkę. Najpierw zamienił słowa oraz ilustracje w ciąg zer i jedynek - strumień nieco ponad 5 mln bitów. Potem podzielił go na blisko 55 tys. krótkich fragmentów (po 96 bitów) i każdy z nich (razem z jego adresem, czyli miejscem w ciągu) zakodował na mikromacierzy w DNA. Funkcję zera pełniły nukleotydy A lub C, a jedynki - nukleotydy G lub T. Na przykład litera N była reprezentowana przez ciąg 01001110, co w łańcuchu DNA zapisane zostało jako CTCCGTTA. Szczegóły opisane zostały w ostatnim wydaniu "Science".

Biblioteka pełna probówek Przy okazji mogły powstać miliardy kopii książki, bo powielanie DNA nie jest wielką sztuką. - Kosztowny jest pierwszy zapis, ale jak już powstanie, to repliki, nawet w miliardach, tworzy się tanio jak barszcz. Właściwie nie znam tańszej metody kopiowania - mówi magazynowi "IEEE Spectrum" genetyk Joseph Jacobson z MIT w Cambridge (USA). I podaje od razu jedno z możliwych zastosowań - etykiety z DNA na produktach spożywczych lub innych masowo produkowanych towarach.George Church przyznaje mu rację - DNA mogłoby zastąpić tu papier. Jego książka jest biodegradowalna, można ją nawet zjeść. Na razie, mimo że ma ją w miliardach kopii, nie liczy na wielką sprzedaż w tej postaci. Żeby ją odczytać, trzeba dziś dysponować dobrym laboratorium i kosztowną aparaturą. Jeśli jednak myślimy o medium, które przechowywałoby dane dłużej niż przez stulecia, to DNA staje się już konkurencyjne wobec innych metod. Poza tym coraz bardziej potrzebujemy pamięci tak pojemnej jak DNA. Nasza cywilizacja każdego roku wytwarza dużo więcej danych, niż jest w stanie archiwizować. Oczywiście wielu z nich można się bez żalu pozbyć na zawsze, ale niektóre przecież warto byłoby dłużej trzymać - np. zapisy z kamer bezpieczeństwa, które dziś trzeba usuwać po kilku dniach. Niewykluczone więc, że archiwiści i bibliotekarze w przyszłości będą musieli mieć doktorat z biologii.

* 2001 powstają pierwsze szkice sekwencji ludzkiego genomu w wyniku rozpoczęcia prac Human Genome Project

* 2003 międzynarodowe konsorcjum naukowców ogłosiło oficjalne zakończenie prac nad poznaniem genomu ludzkiego

Projekt poznania ludzkiego genomu (en. Human Genome Project, HUGO Project) był to program naukowy mający na celu poznanie sekwencji wszystkich komplementarnych par zasad tworzących ludzki genom, zawierający 3.3 Gbp, ok. 30 tys. genów.

Początkiem Projektu ludzkiego genomu była podjęta w roku 1990 przez Departament Energii USA (en. United States Department of Energy) oraz Narodowy Instytut Zdrowia USA (en. U.S. National Institutes of Health) decyzja o przydzieleniu na ten cel 3 mld dolarów. Decyzja zakładała, że w ciągu 15 lat (do roku 2005) uda się poznać ludzki genom. Jednak decyzja władz USA wywołała szeroki oddźwięk na świecie. Do projektu włączyło się wiele krajów. Jednocześnie nastąpił znaczy postęp w technice automatycznego sekwencjonowania DNA. Pracami projektu kierował Francis S. Collins. W efekcie wstępny opis genomu człowieka opublikowano już w roku 2000. Dnia 26 stycznia prezydent USA Bill Clinton oraz premier Wielkiej Brytanii Tony Blair ogłosili ten fakt na wspólnej konferencji prasowej, stwierdzając: "Bez wątpienia, jest to najważniejsza, najbardziej cudowna mapa, którą rodzajowi ludzkiemu udało się stworzyć (...). Uczymy się dziś języka, poprzez który Bóg stworzył świat. Zostajemy przeniknięci głębszym niż kiedykolwiek podziwem wobec złożoności, piękna, i niezwykłości najświętszego daru Bożego^[1]..

Do projektu należały następujące państwa:

• Chiny

• Francja

• Niemcy

• Japonia

• Wielka Brytania

• USA

Dnia 14 kwietnia roku 2003 opublikowano dokument stwierdzający zakończenie sekwencjonowania 99% genomu z trafnością 99,99%.

Na tak szybkie zakończenie projektu wpłynęło rozpoczęcie analogicznych badań przez prywatną korporację Celera Genomics, która zamierzała opatentować ludzki genom, w przypadku, gdyby udało jej się go odczytać jako pierwszej. Oznaczałoby to, że informacje o ludzkim genomie, potrzebne dla badań np. w celu wynalezienia odpowiednich leków, byłyby własnością tej firmy i trzeba by było za nie płacić. Firma ta osiągnęła spore sukcesy dzięki korzystaniu z opublikowanych wcześniej wyników prac zespołu rządowego, a także dzięki opracowaniu techniki sekwencjonowania nazywaną shotgun sequencing. Sprowadzała się ona do szatkowania całego DNA na drobne fragmenty i analizowania ich zawartości. Program komputerowy zbierał uzyskane kombinacje par komplementarnych w swojej pamięci. Dzięki wyszukiwaniu podobieństw możliwe stało się ponowne uporządkowanie pociętych genów w całość. Na wiadomość o zamiarze opatentowania ludzkiego genomu przez firmę Celera Genomics, laboratoria skupione w ramach projektu rządowego przyspieszyły sekwencjonowanie, przechodząc na ciągły tryb pracy, tzn. 24 godziny na dobę, siedem dni w tygodniu^[2].

Konkurencja pomiędzy naukowcami z żyłką do interesów oraz tymi finansowanymi z budżetu doprowadziła do ciekawej sytuacji. Naukowcy umówili się, że opublikują dane w lutym 2001 roku, ale w różnych czasopismach naukowych. Badacze z instytucji rządowych umieścili swój artykuł w Nature, a ci z Celera Genomics w Science. Okazało się, że naukowcy poznali 90% genomu. Co ciekawsze praca obu zespołów raczej się uzupełniała niż dublowała. Wynikało to z innych technik badawczych.

Postawione cele

Celem badania ludzkiego genomu było nie tylko poznanie miliardów par komplementarnych składających się na nasze DNA z minimalnym prawdopodobieństwem błędu. Chodziło również o identyfikację funkcjonalnych genów zawartych w tym morzu informacji. Proces ten jak dotąd się nie zakończył. Jednak już rozpracowane dane zaskoczyły naukowców. Okazało się, że genom człowieka zawiera zaledwie 20-25 tys genów kodujących białka. Reszta genomu koduje nie białka lecz wytwarzane na podstawie DNA cząsteczki RNA, lub jest niekodującym DNA, które zawiera między innymi sekwencje regulatorowe, repetytywne czy elementy ruchome takie, jak transpozony i retrotranspozony. Najnowsze badania biochemiczne wykazały, że już samo RNA jest w stanie przeprowadzać szereg reakcji chemicznych w komórce. Dodatkowo zauważono zjawisko blokowania ekspresji niektórych genów przez ich komplementarne kopie w innym miejscu genomu. Obraz jaki wyłonił się z projektu ludzkiego genomu skłania badaczy do wielkiej powściągliwości w głoszeniu triumfu nauki nad naturą. DNA bardziej przypomina bardzo złożony program komputerowy niż zestaw przepisów na różne białka. Jego analizowanie może zająć nauce całe dziesięciolecia.

Korzyści

Praca nad zastosowaniem wiedzy o genomie w medycynie dopiero się rozpoczęła. Jednak już teraz niektórzy naukowcy próbują zastosować uzyskane w projekcie informacje w rozwoju biotechnologii i medycyny. Nie mniej ważny był sam rozwój technik badania DNA. Dzięki projektowi ludzkiego genomu nastąpił postęp w badaniu nukleotydów zawartych w żywych organizmach. Dziś poznanie genomu grożącego pandemią zarazka nie zajmuje już lat tylko tygodnie albo miesiące. Obecnie sekwencja ludzkiego DNA jest zapisana w bazie dostępnej w Internecie. Rozwinięto oprogramowanie, które pozwala na znalezienie jakiegoś sensu w genetycznej informacji. Dziedzina informatyki zajmująca się analizą DNA to bioinformatyka. Przełomowym wynalazkiem związanym z projektem ludzkiego genomu są chipy DNA (Mikromacierze). Na układ półprzewodnikowy nanosi się tysiące fragmentów kwasu deoksyrybonukleinowego. Jeżeli w badanej próbce znajdzie się kawałek DNA komplementarny do jednego z tych fragmentów, to odpowiadające mu pole na chipie zostanie aktywowane. W efekcie możliwe staje się błyskawiczne określenie poziomu ekspresji zawartych w próbce genów. Ekspresja wiąże się bezpośrednio ze stanem żywego organizmu, z którego pobrano DNA. Oczywistym zastosowaniem może być tutaj diagnostyka medyczna oraz dalszy rozwój badań genetycznych. Porównywanie genomu różnych istot żywych daje też ogromne korzyści biologii ewolucyjnej. Zgodnie ze współczesnymi teoriami to gen jest przedmiotem ewolucji, a nie poszczególne osobniki. Badanie historii poszczególnych genów zawartych w żywych organizmach pozwala na prześledzenie ich drogi ewolucyjnej. Przykładem może być tutaj porównanie ilości genów ssaków i płazów. Okazuje się, że stałocieplność wiąże się ze zmniejszeniem ilości genów, ponieważ wszystkie reakcje chemiczne zachodzą w stałej temperaturze. Genom nie musi w takiej sytuacji zawierać różnych wariantów enzymów działających w szerokim zakresie temperatur.

Naukowcy opublikowali wyniki genetycznych badań nad siedmioma częstymi chorobami. Szukanie psujących nam zdrowie "złych" genów rozkręciło się na dobre.
2007-06-07

Na co wydać 9 milionów funtów? Można na zagraniczne podróże, luksusowy jacht albo willę z basenem. Ale jeśli jesteś "nawiedzonym" genetykiem i masz możliwość rozporządzania taką gotówką, nie marzysz o niczym innym, jak przeznaczyć te pieniądze na śledzenie genetycznych różnic między ludźmi. I to najlepiej tych związanych z chorobami.

Przez dwa lata za pieniądze brytyjskiej organizacji Wellcome Trust (która miała ważny udział w odczytywaniu ludzkiego DNA) badano, doszukiwano się, testowano. Nad materiałem genetycznym pobranym od 17 tys. białych Brytyjczyków czystej rasy kaukaskiej ślęczało 200 naukowców zrzeszonych w 50 programach. Czego szukali? Odpowiedzi na pytanie, dlaczego niektórzy ludzie mimo podobnego stylu życia cierpią na chorobę afektywną dwubiegunową (zaburzenie psychiczne objawiające się na zmianę napadami depresji i manii), miażdżycę, nadciśnienie, reumatoidalne zapalenie stawów, cukrzycę 1. i 2. typu oraz chorobę Crohna (schorzenie, w którym organizm zwraca się przeciw sobie, a celem ataku stają się komórki układu pokarmowego). Wróżenie z genów przyniosło zaskakująco dobre efekty: udało się odkryć 24 genetyczne "pocałunki chorób", które poważnie zwiększają ryzyko ich rozwoju. Szczegóły pracy publikuje najnowsze wydanie tygodnika "Nature".

15 lat w 12 miesięcy

- Era medycyny opartej na genetyce nie zacznie się wcale za pięć czy 10 lat. To dzieje się już, na naszych oczach - komentuje prof. Peter Donnelly, szef WT. - W ciągu ostatnich 12 miesięcy dowiedzieliśmy się więcej o podłożu genetycznym wspomnianych siedmiu chorób niż w ciągu ostatnich 15 lat - dodaje.

Uczeni przebadali po 2 tys. dorosłych pacjentów cierpiących na jedną z opisanych chorób (w sumie 14 tys. osób) oraz 3 tys. ludzi zdrowych stanowiących grupę kontrolną. - Grzebanie w ludzkim materiale genetycznym na taką skalę było naszym marzeniem od momentu, kiedy poznaliśmy pełny zapis DNA człowieka jako gatunku - tłumaczy Peter Donnelly. Taka skala niesamowicie zwiększa wiarygodność wyników, bo po prostu maleje błąd statystyczny. Dzięki dużej liczbie próbek od niespokrewionych ze sobą osób można wykryć te różnice w genach, które naprawdę przyczyniają się do rozwoju konkretnej choroby - wyjaśnia uczony.
Co zatem znaleźli genetycy?

7 chorób głównych

1. Choroba afektywna dwubiegunowa: przede wszystkim należy podkreślić, że było to pierwsze genetyczne badanie tego schorzenia na taką skalę. Odkryto m.in. kilka genów, które w swoim „zepsutym” wariancie powodują, że komórki nerwowe w mózgu źle się między sobą porozumiewają.

- Niektóre z tych genów z pewnością posłużą opracowaniu nowych leków - twierdzi Nick Craddock, psychiatra z University of Cardiff.

2. Miażdżyca: odkryto wiele miejsc w DNA, w których zmiany zwiększają ryzyko tej choroby. Najciekawszy jest region (jeszcze nie doszukano się tam konkretnych genów) na chromosomie 9. Jeśli mamy nieszczęście, że ów rejon nie pracuje tak jak trzeba, ryzyko, że zachorujemy na miażdżycę, zwiększa się blisko o połowę.

3. Choroba Leśniowskiego-Crohna: odkryto zupełnie nowe trzy pojedyncze geny zwiększające ryzyko choroby oraz cały region zawierający kilka (kilkanaście?) jeszcze nieznanych genów. Wiadomo, że jeden z nich - PTPN2- związany jest z działaniem układu odpornościowego. Uczeni niespodziewanie odkryli też, że w chorobie Crohna niezwykle istotny jest proces tzw. autofagii. Polega on na tym, że komórki wyściełające jelito, usiłując pozbyć się chorobotwórczych bakterii, zjadają je, ale przy okazji niestety zjadają też same siebie.

4. Nadciśnienie: tutaj badania pokazały, że im dalej w las, tym więcej drzew. Uczeni nie odkryli co prawda żadnego pojedynczego genu związanego z tą chorobą - w tym wypadku geny działają wyłącznie stadnie. - To dowodzi, dlaczego osoby chore na nadciśnienie często są leczone kombinacją różnych leków - komentują uczeni.

5. Reumatoidalne zapalenie stawów: kolejna choroba przebadana po raz pierwszy tak szeroko. Niestety, podobnie jak w przypadku nadciśnienia nie znaleziono pojedynczych genów podnoszących ryzyko tego schorzenia, tylko wyłącznie regiony, w których mogą występować nieprawidłowe geny.

6. Cukrzyca typu 1.: odkryto cztery nowe regiony na chromosomach, a także jeden gen wspólny z chorobą Leśniowskiego-Crohna (!). I to uczeni uznali za najciekawsze „znalezisko genetyczne”, bo sugeruje, że te dwie - pozornie zupełnie ze sobą niezwiązane - choroby mogą mieć to samo podłoże genetyczne.

- W tej chwili wiemy, że jest już co najmniej 10 genów, które w swojej chorobotwórczej wersji poważnie nam szkodzą, prowadząc do cukrzycy - tłumaczy prof. John Todd z University of Cambridge. Jest nią np. mutacja w genie, która zaburza rozwój komórek układu immunologicznego. Biorą one własne komórki trzustki za wroga i niszczą je.

7. Cukrzyca typu 2.: odkryto kilka nowych genów - jeden z nich powoduje otyłość, przez co pośrednio zwiększa ryzyko cukrzycy.

Wyspiarze nie trawią mleka

Powyższa wyliczanka dla większości z nas zapewne jest nużąca. No bo co oni tam takiego znaleźli? Jakieś geny, jakieś warianty. E tam. A jednak to bardzo ważne geny i warianty. Szczególnie te, których o szkodliwe właściwości dotychczas nie podejrzewano - to połowa z tych odkrytych. Na ich podstawie uczeni poznają lepiej choroby, stworzą nowe leki, a to przyczyni się do tego, że będą nas lepiej leczyć. Bardziej indywidualnie. Genetycy stworzą charakterystyczne kombinacje genów i będą ich szukać w naszym DNA - nie tylko ocenią, na co zachorujemy w przyszłości, ale także wywróżą nam z genów spodziewaną długość życia.

Jest też zupełnie inny, niespodziewany aspekt genetycznych badań. Przypadkowo uczeni odkryli aż 13 regionów, które u Brytyjczyków zdają się występować częściej niż u innych nacji, m.in. geny związane z niezdolnością do trawienia laktozy. A także warianty zdające się chronić przed gruźlicą lub trądem. Wprawdzie te choroby od dawna już nie nękają wyspiarzy, ale ślad po nich został w ich DNA .

W kolejce do przebadania pod genetyczną lupą czekają już następne choroby: gruźlica, rak piersi, autoimmunologiczna choroba tarczycy, stwardnienie rozsiane. Wyników uczeni spodziewają się pod koniec tego roku. Zostaną one, tak jak dzisiejsze, natychmiast upublicznione, żeby badacze z całego świata mogli jak najszybciej skorzystać z tej wiedzy i wziąć się do roboty, dając nam nowe leki lub pomysły na terapie.

Chorzy na zespół Downa rzadziej cierpią na choroby nowotworowe

Styczeń 2008

Osoby z zespołem Downa, dzięki posiadaniu dodatkowej kopii chromosomu 21, są mniej podatne na zachorowanie na raka - informują naukowcy z USA na łamach pisma "Nature".
Grupa Rogera Reevesa z Johns Hopkins University w Baltimore badała myszy z zespołem Downa i wykazała, że mają niższe ryzyko zachorowania na raka jelita. Naukowcy podejrzewają, że genem zapewniającym ochronę przed rakiem u zwierząt z dodatkową kopią chromosomu 21 jest Ets2. Odkrycie, że większa ilość kopii genu Ets2, a co się z tym wiąże białka Ets2, chroni przed rakiem było dużym zaskoczeniem, ponieważ dotychczas sądzono, że Ets2 stymuluje wzrost guzów nowotworowych. Zdaniem autorów ich odkrycie może przyczynić się do opracowania leków zapewniających odporność na raka.

Naukowcom z czołowych ośrodków w USA udało się znaleźć genetyczny klucz do raka płuca. Odkrycie może pomóc w lepszym diagnozowaniu i skuteczniejszej walce z chorobą.

Październik 2008

Nigdy wcześniej w genetyczne polowanie na raka płuca nie zaangażowało się tyle ośrodków, i to z naukowej pierwszej ligi. W tzw. Projekcie Sekwencjonowania Guza (Tumor Sequencing Project - TSP) udział wzięły m.in.: Broad Institute (będący częścią Uniwersytetu Harvarda i Massachusetts Institute of Technology), Dana Farber Cancer Institute i M.D. Anderson Cancer Center. Nad całością czuwali eksperci z amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia. Owocem połączonych wysiłków tego elitarnego grona jest praca opublikowana w dzisiejszym wydaniu tygodnika "Nature". Dzięki niej dowiedzieliśmy się, że w rozwój raka płuca zaangażowanych jest prawie dwa razy więcej genów, niż do tej pory sądzono.

Przyczyn, dla których ich tak intensywnie i od wielu lat poszukiwano, jest kilka. Przede wszystkim chciano zrozumieć prawdziwą naturę raka płuca (z jego powodu każdego roku na świecie umiera ponad milion ludzi, w Polsce - prawie 22 tys.). Wiadomo, że głównym czynnikiem sprzyjającym rozwojowi choroby są papierosy. Ale po pierwsze, nie wszyscy palacze przecież chorują, a po drugie, rzadko, bo rzadko, ale jednak zdarza się, że guza płuc rozpoznaje się u osób, które nigdy nie miały papierosa w ustach. Większość naukowców zgadzała się, że kluczem do zrozumienia tej zagadki są właśnie geny.

One też mogły wyjaśniać trudności z leczeniem - szacuje się, że tylko co dziesiąty pacjent dożywa pięciu lat od chwili postawienia diagnozy. Półtora roku temu podczas dorocznego kongresu Amerykańskiego Towarzystwa Onkologii Klinicznej w Chicago prof. Roy Herbst z Uniwersytetu Teksasu narzekał w wywiadzie dla "Gazety": - Problem z rakiem płuc polega na tym, że w laboratorium działa wszystko - wyniki eksperymentów na komórkach są świetne, a chore zwierzęta wracają do zdrowia. Gdy jednak przekraczamy drzwi laboratorium i zabieramy się do leczenia ludzi, wszystko bierze w łeb.

Za tym paradoksem również, jak się wydaje, mogą stać geny pacjentów.

W płucach, i nie tylko

Uczeni biorący udział w TSP zajęli się najczęstszym typem raka płuca - tzw. gruczolakorakiem. Od 188 cierpiących na niego pacjentów pobrano próbki tkanek tworzących złośliwego guza. Uwaga badaczy skupiona była na 623 genach, które były podejrzane o przyczynianie się do rozwoju raka płuca. Porównano je z analogicznymi genami z tkanek otrzymanych od zdrowych ludzi. W sumie udało się zidentyfikować 26 genów wyjątkowo często ulegających mutacji u chorych. "To najpełniejszy jak dotychczas genetyczny obraz raka płuca" - piszą autorzy pracy. Większość z opisanych w "Nature" genów nie wiązano dotychczas z guzami płuca. Nie znaczy to, że były naukowcom nieznane. Wręcz przeciwnie. Kojarzono je bowiem z innymi chorobami nowotworowymi, np. z siatkówczakiem (nowotwór oka u dzieci), niektórymi guzami wywodzącymi się z tkanki nerwowej czy pewnymi guzami jelita grubego.

- Obecne odkrycie pozwoli nie tylko opracować lepsze terapie konkretnych typów raka płuca, lecz także innych nowotworów - przekonuje Richard K. Wilson z Washington University w St. Louis, jeden z głównych autorów pracy.

Feralna ścieżka

Badacze śledzili też molekularne procesy mogące prowadzić do powstania raka. Okazało się np., że w prawie 70 proc. badanych guzów przynajmniej jedna mutacja dotyczyła tzw. szlaku kinazy aktywowanej mitogenem (jej cząsteczki odgrywają rolę w odpowiedzi komórek na docierające do nich sygnały zewnętrzne). Naukowcy podejrzewają, że może być to proces kluczowy dla rozwoju nowotworu i już planują terapie wymierzone właśnie w tę "ścieżkę". Udało się też stwierdzić, że niektórzy pacjenci z rakiem płuc mogą potencjalnie odnosić duże korzyści, jeżeli podałoby się im rapamycynę - lek stosowany m.in. w transplantologii i terapii raka nerki. Jedną z najciekawszych poczynionych obserwacji była ta, że palacze i niepalacze chorujący na raka płuc mają wyraźnie różne defekty genetyczne. Nie dość, że u palaczy liczba wykrytych mutacji była znacznie wyższa (ok. 49) niż u osób nigdy niepalących (mniej niż pięć), to dotyczyły one innych fragmentów DNA. Jakie jest znaczenie akurat tego odkrycia - do końca nie wiadomo, choć być może duża liczba mutacji przekłada się na bardziej agresywny, a więc szybszy i oporny na leczenie przebieg choroby - piszą w "Nature" badacze.
- Największa praca jeszcze przed nami - zapowiada Richard Wilson. - Otrzymane wyniki musimy potwierdzić na kolejnej, jeszcze większej grupie pacjentów. Potem przyjdzie czas na dalsze analizy i dopiero wtedy będziemy mogli myśleć o praktycznym zastosowaniu zdobytej przez nas wiedzy - podsumowuje.

Uczeni odkryli podłoże dwóch bardzo rzadkich genetycznych schorzeń skóry objawiających się m.in. brakiem linii papilarnych.

Wrzesień 2006

Izraelski zespół naukowców ustalił, że palce "bez odcisków" mają ludzie z uszkodzonym białkiem - keratyną 14. Keratyna występuje w naskórku, włosach czy paznokciach. Jej wadliwa wersja powoduje, że organizm naznacza zdrowe komórki skóry leżące w jej najniższych warstwach jako niepotrzebne. Przyczepienie im etykietki "do zniszczenia" powoduje, że popełniają samobójstwo. Uczeni sprawdzają obecnie, w jaki sposób "zła" keratyna inicjuje śmierć komórek. Ustalenie tego mechanizmu pomoże zrozumieć podstawy także wielu innych chorób skóry.

Jak dożyć stu lat?

Lipiec 2007

Trzeba mieć odpowiednie geny. Ale konkretnie jakie? Naukowcy z Bostonu odkryli 150 wariantów genetycznych, które są kluczowe dla długowieczności - informuje "Science". Przeciętna długość ludzkiego życia w krajach rozwiniętych sięga już 80-85 lat i stale rośnie. To wpływ zarówno postępu medycyny, jak i mody na zdrowy styl życia. Rolę tego ostatniego czynnika pokazały m.in. wyniki kilku programów badawczych przeprowadzonych wśród Adwentystów Dnia Siódmego. Prowadzą oni wyjątkowo zdrowy styl życia - często poszczą, nie palą i nie piją. Jednak wiadomo też, że samo dbanie o dietę, wagę, uprawianie sportów czy łykanie witamin nie wystarczy, żeby dożyć sędziwego wieku. Niezbędny jest jeszcze odpowiedni garnitur genów. Prowadzone jakiś czas temu badania bliźniaków jedno- i dwu jajowych wskazywały, że o tym, czy ktoś dożyje 85 lat, w 70-80 proc. decydują czynniki środowiskowe, a w 20-30 proc. geny. Pozostawało pytanie jakie? Odpowiedź przynosi "Science". Zespół kierowany przez prof. Paolę Sebastiani z Bostońskiego Centrum Medycznego zidentyfikował warianty genetyczne, dzięki którym można z dużą dokładnością przewidzieć, czy dostaniemy od życia dodatkowe lata i będziemy mogli świętować setne urodziny. Według badaczy z Bostonu ich praca może być też przełomem w zrozumieniu, jak geny wpływają na długość ludzkiego życia. Przebadali oni materiał genetyczny 1055 osób, które dożyły setki. Grupę kontrolną stanowiło 1267 losowo wybranych mieszkańców Stanów Zjednoczonych. Uczeni skupili się na pewnych wariantach genetycznych tzw. polimorfizmach pojedynczego nukleotydu (SNPs - single nucleotide polymorphisms), czyli różnicach w pojedynczych cegiełkach budujących DNA (nukleotydach). Szczególne znaczenie naukowcy przypisują grupie 150 takich wariantów, pod względem których obie grupy badanych najbardziej się różnią. Zapewne one - jak podejrzewali uczeni - mają wpływ na wyjątkowo długie życie. "Okazało się, że dzięki nim można z dochodzącym do 77 proc. prawdopodobieństwem przewidzieć, czy dana osoba dożyje więcej niż 90 lat" - piszą w "Science". W trakcie dalszych badań naukowcom udało się zidentyfikować 19 kombinacji różnych SNPs-ów, które stanowiły niejako genetyczne "odciski palców" stulatków. Jedną z tych kombinacji nosiło w swoim DNA aż 45 proc. najbardziej wiekowych osób mających 110 lat i więcej. Zdaniem uczonych z Bostonu najwidoczniej ona zdecydowała, że żyły one wyjątkowo długo nawet jak na stulatków. Inne kombinacje SNPs-ów decydowały o prawdopodobieństwie rozwoju jednego ze schorzeń związanych z postępującym wiekiem, np. nadciśnienia czy demencji.

Stulatków uważa się za modelowy przykład zdrowego starzenia się - charakterystyczne dla starości problemy ze zdrowiem zaczynają się u nich pojawiać w znacznie późniejszym wieku niż u reszty populacji (z reguły dopiero po przekroczeniu 90 lat).

- Wyniki naszych badań to kolejny krok w rozwoju medycyny i genetyki spersonalizowanej, czyli pod konkretnego człowieka. Dzięki temu będziemy mogli w przyszłości oceniać ryzyko rozwoju różnych chorób u konkretnej osoby i odpowiednio wcześnie zacząć stosować profilaktykę - uważa prof. Thomas Perls, współautor pracy w "Science".

Potwierdza to prof. Sebastiani: - Opracowany przez nas model badania polimorfizmów pojedynczych nukleotydów umożliwi także określanie prawdopodobieństwa takich schorzeń, jak: choroba Parkinsona, Alzheimera czy cukrzyca.

Naukowcy podkreślają jednak, że to na razie pierwszy krok i trudno jeszcze określić, jak szybko opracowany przez nich model określania potencjalnej długości życia i ryzyka rozwoju chorób uda się zastosować w praktyce. Ponadto przypominają, że geny to nie wszystko. Nie będą one gwarancją długowieczności, jeśli zapomnimy o zdrowej diecie, niepaleniu papierosów czy dbaniu o aktywność fizyczną.

Sposób na jąkające się geny?

Luty 2007

Polscy naukowcy odkryli, w jaki sposób ludzki organizm sam stara się zwalczyć pewne nieuleczalne choroby genetyczne. Dzięki temu w przyszłości mogą powstać leki na te schorzenia. Informacja genetyczna człowieka składa się z trzech miliardów znaków. Istotna jest ich kolejność, ponieważ samych rodzajów znaków jest ledwie cztery - A, C, G i T. To cztery różne nukleotydy - cegiełki, z których zbudowane jest DNA - zawierające adeninę, cytozynę, guaninę lub tyminę. W długich, monotonnych ciągach owych czterech znaków zdarzają się liczne powtórzenia. Naukowcy oceniają, że ponad połowa naszego DNA to właśnie powtarzające się sekwencje. Niektóre z nich od dawna budzą zainteresowanie genetyków, ponieważ - jak od pewnego czasu wiadomo - mogą prowadzić do groźnych, nieuleczalnych chorób. Chodzi tu o powtarzające się trójki liter, np. typu CAG.

W czwartym ludzkim chromosomie występuje pewien gen, który w zdrowej postaci zawiera 10-20 takich trójek. Jeśli jednak na skutek mutacji liczba powtórzeń CAG jest większa (wynosi np. 40-60-80), prowadzi to do ciężkiej choroby układu nerwowego - tzw. pląsawicy Huntingtona. Taki zmutowany gen z "jąkającym się" kawałkiem DNA to prawdziwa bomba z opóźnionym zapłonem. Jego nosiciele początkowo są całkowicie zdrowi. Choroba ujawnia się zwykle ok. czterdziestki (zależy to od liczby feralnych powtórzeń CAG - im jest ich więcej, tym wcześniej może to nastąpić). Chorzy cierpią na zaburzenia psychiczne, wykonują też niekontrolowane ruchy (stąd dawna nazwa schorzenia - taniec św. Wita). W komórkach pacjentów gromadzi się nieprawidłowe białko - huntingtina - powodujące nieuchronną śmierć neuronów. Choroba kończy się śmiercią, średnio 16 lat od momentu rozpoznania.

Koniec impasu?

Specjaliści wiedzą, że chorób wywoływanych przez powtarzające się trójki jest ok. 20. Poza występującą z częstotliwością ok. 3-7 na 10 tys. przypadków pląsawicą Huntingtona należą do nich m.in. ataksje rdzeniowo-móżdżkowe (objawiają się niezbornością ruchów, a także zaburzeniami świadomości i otępieniem), zespół łamliwego chromosomu X (wywołuje głębokie upośledzenie umysłowe) czy dwie odmiany dystrofii miotonicznych (atakuje mięśnie - w tym mięsień sercowy, a także układ nerwowy).

Wobec tych wszystkich chorób medycyna pozostawała dotąd bezradna. Naszą jedyną bronią było do tej pory łagodzenie objawów oraz poradnictwo genetyczne. Jeśli w jakiejś rodzinie zdarzyła się wcześniej podobna choroba, można było sprawdzić, które z rodziców jest jej nosicielem, i proponować badania prenatalne, by kolejne dzieci uchronić przed schorzeniem.

Dziś wreszcie pojawia się realna nadzieja, że medycyna kiedyś wyjdzie z impasu i zdobędzie leki na "jąkające się" DNA. Co ogromnie cieszy, istotną rolę w poszukiwaniu tych leków odgrywają polscy naukowcy z Instytutu Chemii Bioorganicznej PAN w Poznaniu. Zespół badaczy z tego ośrodka pod wodzą prof. Włodzimierza Krzyżosiaka opublikował właśnie w "Molecular Cell" pracę, która może stać się kamieniem milowym w tych zmaganiach.

Niemożliwe jest możliwe

Polacy skupili się na nowym, niezwykle ciekawym zjawisku występującym w zwierzęcych i roślinnych komórkach - tzw. interferencji RNA (RNAi). To fantastyczna broń przeciw naturalnym wrogom takim jak bakterie czy wirusy. Jeśli do komórki wtargną obce "niedobre" geny, maszyneria RNAi natychmiast atakuje wroga i nie dopuszcza, by na ich podstawie powstały nieprawidłowe białka. W ten sposób choroba zostaje zgaszona w samym zarodku. Ucina się źródło niedobrych białek - organizm walczy nie z objawami schorzenia, lecz z jego przyczyną. O tym, jak ważne to zjawisko, świadczy choćby ostatni medyczny Nobel. Przypadł dwóm Amerykanom zajmującym się właśnie wyciszaniem złych genów za pomocą RNAi.
Zespół prof. Krzyżosiaka badał linie komórkowe pochodzące od osób dotkniętych chorobą Huntingtona, ataksją rdzeniowo-móżdżkową i jedną z odmian dystrofii miotonicznej. Naukowcom udało się wykryć, że chore komórki nie poddają się całkowicie, lecz próbują wykorzystać maszynerię RNAi do walki z uszkodzonymi genami. Bez pomocy z zewnątrz walka ta skazana jest na niepowodzenie. Wystarczyło jednak wprowadzić do chorych komórek pewne niedługie fragmenty RNA, by całkowicie wyciszyć nieprawidłowe jąkające się geny. Co istotne, lekarstwo w postaci krótkiego RNA nie szkodziło w żaden sposób zdrowym genom. I to była zupełna nowość.

- Zespół prof. Krzyżosiaka udowodnił, że to, co do tej pory uznawane było za niemożliwe, czyli wyłączenie jedynie zmutowanego genu, okazało się możliwe - komentuje prof. Barbara Nawrot z Centrum Badań Molekularnych i Makromolekularnych PAN w Łodzi.

Przypomnijmy, że poszczególne geny nosimy zawsze w dwóch kopiach - tej od mamy i tej od taty. Na ogół tylko jedna jest uszkodzona, więc jakakolwiek terapia genowa powinna leczyć wyłącznie ją, zdrową zaś zostawiać w spokoju.

Francuskie myszy dla Polaków

Czy z tego będzie w przyszłości lek na ataksję, dystrofię miotoniczną albo pląsawicę Huntingtona?

Na to pytanie trudno dziś odpowiedzieć, ale niewątpliwie dokonanie prof. Krzyżosiaka to światło w tunelu w zmaganiach z tymi chorobami.

Zanim dojdzie do jakichkolwiek prób leczenia ludzi, trzeba najpierw sprawdzić możliwości takiej terapii na myszach. W tym celu francuscy naukowcy z Institut Clinique de la Souris w Strasburgu już przygotowują dla Polaków specjalne transgeniczne myszy. Gryzonie będą zaopatrzone w ludzki nieprawidłowy gen wywołujący ataksję rdzeniowo-móżdżkową. Zadanie poznaniaków jest następujące: poczekać na wystąpienie objawów choroby u myszy, a następnie za pomocą krótkich odcinków RNA całkowicie ją wyleczyć.

Dlaczego w sukurs Polakom przychodzą Francuzi? Bo do zastosowania procesu RNAi do leczenia różnych chorób człowieka wzięło się całe konsorcjum europejskie, w skład którego wchodzi aż 20 laboratoriów (pracownia prof. Krzyżosiaka jest jedyną placówką z Europy Środkowo-Wschodniej). I wreszcie to, co najistotniejsze. Ile czasu musi upłynąć, by - jeśli wszystko pójdzie zgodnie z życzeniami naukowców - pierwszy genetyczny lek trafił do pacjentów? - 10 lat, nie da rady wcześniej - odpowiadają poznaniacy.

Kobiety, które są w ciąży z chłopcami, zatrzymują część ich materiału genetycznego. Synowskie DNA rozsiewa się nawet do matczynych mózgów - dowiedli naukowcy z USA

Powiedzenie, że syn jest oczkiem w głowie matki, nabiera więc całkiem nowego znaczenia.
wrzesień 2012

W końcu oko to narząd zmysłu, jest więc integralną częścią układu nerwowego. A uczeni z Ośrodka Badań nad Rakiem im. Freda Hutchinsona w Seattle pracujący pod wodzą dr J. Lee Nelson znaleźli obcy materiał genetyczny w najważniejszej części tego układu - korze mózgowej. Co więcej, to specyficzne "zanieczyszczenie", opisane w ostatnim wydaniu magazynu "PloS ONE", prawdopodobnie chroni matkę przed niektórymi chorobami.

Chimera, ale mikro

O tym, że podczas ciąży matka i dziecko wymieniają ze sobą komórki i materiał genetyczny, wiadomo od dawna. Może to być tzw. wolne DNA, które pojawia się we krwi matki już kilka dni po zapłodnieniu i zanika wkrótce po porodzie. Szacuje się, że w okresie ciąży 90 proc. wolnego DNA pochodzi od matki, a 10 proc. od dziecka (dzisiaj wykorzystuje się je np. do badań prenatalnych).

Istnieje jednak również pula genetyczna potomka, która w organizmie kobiety pozostaje przez dziesięciolecia. Dotychczas ten materiał genetyczny znajdywano głównie we krwi albo np. w kościach. To klasyczny przykład tzw. mikrochimeryzmu, czyli sytuacji, gdy w jakimś organizmie znajduje się niewielka liczba komórek genetycznie różnych od komórek gospodarza. Chimera to właśnie organizm zbudowany z komórek różniących się genetycznie - ta mitologiczna była potworem mającym głowę lwa, ciało kozy i ogon węża.
Naukowcy podejrzewają, że genetyczna pamiątka, jaką dziecko pozostawia matce, nie jest dla jej organizmu obojętna. Być może w niektórych przypadkach komórki dziecka pomagają w naprawie i regeneracji uszkodzonych tkanek matki i chronią ją przed rozwojem pewnych nowotworów, np. raka piersi. Inne badania sugerują jednak, że w przypadku raka jelita grubego działanie obcego DNA jest negatywne. Komórki dziecka mogą także prowokować układ odpornościowy, który rozpoznaje je jako obce, do ataku i rozwoju chorób autoimmunologicznych.

Jednak czy materiał genetyczny dziecka jest w stanie pokonać barierę krew-mózg, która oddziela naczynia krwionośne mózgu od tkanki nerwowej? Czy jest w stanie przedostać się do ośrodka zarządzania organizmem? Tego uczeni nie wiedzieli.

Żeby odpowiedzieć na to pytanie, dr J. Lee Nelson pobrała próbki tkanek z mózgów 59 kobiet, które zmarły w wieku 32-101 lat. Zaczęła szukać genów charakterystycznych dla chromosomu Y, którego, przypomnijmy, kobiety nie mają. Okazało się, że "męskie" DNA znajdowało się w wielu różnych regionach aż 63 proc. badanych mózgów.

Syn powstrzymuje alzheimera?

Dr Nelson nie poprzestała na tym odkryciu. Postanowiła sprawdzić, czy ma ono jakieś znaczenie kliniczne. Niektóre z przeprowadzonych w ostatnich latach badań sugerowały np., że ryzyko rozwoju choroby Alzheimera zwiększa się wraz z liczbą ciąż. Dlatego Nelson zaczęła się zastanawiać, czy może istnieć związek pomiędzy tą chorobą a zaobserwowanym przez nią mikrochimeryzmem mózgowym. Okazało się, że jak najbardziej, a w dodatku związek ten jest zadziwiający.

Zmiany świadczące o chorobie Alzheimera zaobserwowano w mózgach 33 kobiet. Zupełnie wbrew oczekiwaniom okazało się jednak, że właśnie u nich DNA pochodzące od ich synów znaleźć było najtrudniej. - O wiele więcej było go w mózgach kobiet, które nie miały alzheimera - opowiada dr Nelson. Czy świadczy to o tym, że DNA synów chroni matki przed zachorowaniem?

- Uważam, że tak właśnie jest - przekonuje dr Hina Chaudhry z Uniwersytetu Medycznego Mount Sinai z Nowym Jorku. W artykule opublikowanym w zeszłym roku na łamach "Circulation Research" dowodziła, że u myszy komórki płodu są w stanie przedostawać się do serca matki i naprawiać tam powstałe, np. w wyniku zawału, uszkodzenia. - Założę się, że w przypadku mózgu dzieje się to samo - przekonuje Chaudhry.

- W 2010 r. w "Stem Cells Development" opisano sytuację, w której u myszy komórki płodu migrują do mózgu matki i tam przekształcają się w komórki nerwowe. Na razie nie mamy jednak żadnego dowodu, że to samo dzieje się w przypadku ludzi - mówi ostrożnie Lee Nelson. - Ewentualna ochrona przed chorobą Alzheimera, jaką miałoby matce zapewniać DNA syna, to wciąż tylko hipoteza. Mam nadzieję, że kolejne badania pokażą, jak jest naprawdę - podsumowuje badaczka.

Powiedz mi, skąd jesteś, a powiem ci, na co możesz zachorować. Do tego - w dużym skrócie - posłużą kiedyś badania, które właśnie zakończyli brytyjscy naukowcy

Listopad 2012

W jednym z wydań tygodnika "Nature" międzynarodowy zespół uczonych pod kierunkiem prof. Gila McVeana z Oksfordu opublikował wyniki kolejnego etapu projektu "Tysiąc genomów". W projekcie tym, wspieranym przez organizację Wellcome Trust Sanger Institute (tę samą, która współuczestniczyła w pierwszych badaniach ludzkiego genomu), chodzi o znalezienie genetycznych różnic dzielących ludzkość.

Tym razem uczeni skupili się na szukaniu rzadkich zmian, które występują u nie więcej niż jednej osoby na sto. Uważa się, że wiele chorób mogą wywoływać właśnie takie rzadkie warianty genów. Dlatego uczeni postanowili je odszukać, sprawdzić, kto konkretnie je ma, oraz odkryć, w jaki sposób zwiększają one ryzyko poszczególnych schorzeń.

W badaniach wykorzystali próbki DNA pobrane od 1092 osób pochodzących z 14 różnych populacji w Europie, Afryce, wschodniej Azji i obu Amerykach (nie było wśród nich Polaków).

Okazuje się, że podczas gdy powszechne warianty genetyczne występują u ludzi na całym świecie, rzadkie różnice związane są z rejonami świata. To znaczy, że dana zmiana jest obecna jedynie na danym terenie lub w danej populacji. To logiczne, ponieważ zmiany takie powstały dopiero wówczas, gdy ludzie rozeszli się po świecie. Były więc przekazywane z pokolenia na pokolenie w obrębie społeczności zamieszkującej tylko określone miejsce.

- Wszyscy jesteśmy chodzącymi eksperymentami - tłumaczy prof. Gil McVean. - Niektóre z naszych genów są aktywne, inne są wyłączone, a jeszcze inne są nadaktywne. Każda z pozoru zdrowa osoba nosi w sobie setki rzadkich genetycznych mutacji, które mają ogromny wpływ na to, w jaki sposób działają jej geny, oraz od dwóch do pięciu rzadkich zmian, które związane są z występowaniem chorób.

Praca nie jest jednak geograficznym opisem występowania chorób na świecie, raczej narzędziem, które ma do jego powstania posłużyć.

Badania już są zresztą wykorzystywane.

Po pierwsze, do przeszukiwania profilów genetycznych nowotworów złośliwych (stworzono takie w ramach projektu genetycznego katalogowania wszystkich rodzajów raka). Tu liczy się znalezienie zmian w DNA, które mogą być celem dla nowoczesnych leków.

Po drugie, do oceniania DNA dzieci z chorobami rozwojowymi - szukania mutacji, które zwiększają ryzyko ich powstawania.

Po trzecie, by przyszpilić zmiany, które prowadzą do zwiększenia ryzyka złożonych chorób, takich jak schorzenia serca czy stwardnienie rozsiane.

- Z czasem będziemy coraz bardziej szczegółowo badać poszczególne populacje - obiecuje prof. Gil McVean. - To ważne, bo choć ludzie na całym świecie mają w większości takie samo DNA, to to, co najciekawsze, kryje się w różnicach. W przyszłości będziemy wykonywać genetyczne mapy ludzkiego DNA z dokładnością do kilometra kwadratowego.

Wyniki prac projektu "Tysiąc genomów" są dostępne dla wszystkich naukowców. Ostatnim etapem tych badań będzie analiza DNA 1,5 tys. osób pochodzących z kolejnych 12 krajów.

Mnie osobiście ze względu na to, że nie dawno lekarz stwierdził u mnie migrenę bardzo zainteresowało okrycie z czerwca 2006 roku.

Naukowcy zidentyfikowali trzy geny związane z migreną. Ludzie, którzy je dziedziczą, mają o 10 do 15 proc. większe ryzyko, że będą się męczyć z tą dolegliwością.

Bóle migrenowe - nieprawidłowa reakcja komórek nerwowych na bodziec - często oprócz bólu samego w sobie wywołują o chorych nudności oraz nadwrażliwość na światło i dźwięki.

Analizując dane pochodzące z materiału genetycznego 23 tys. kobiet (w tym ponad 5 tys. cierpiących na migrenę), uczeni odkryli zależność pomiędzy bólami głowy a obecnością w DNA trzech genów: TRPM8 (który bierze udział w odczuwaniu zimna i bólu), LRP1 (zaangażowany w przesyłanie sygnałów między neuronami) oraz gen PRDM16.

- Mechanizm powstawania migreny jest nam mało znany, a przyczyny bardzo trudne do uchwycenia. W tej sytuacji odkrycie trzech genów silnie związanych z ryzykiem tej choroby pozwoli wreszcie bliżej przyjrzeć się biologicznym korzeniom migreny - tłumaczy autor badań dr Daniel Chasman ze szkoły medycznej Harvarda.

- Długo uważaliśmy, że migrena jest chorobą związaną z bardzo dużą liczbą wadliwych genów, najróżniejszych - komentuje pracę neurolog dr Audrey Halpern z Langone Medical Center w New York City. - To niekoniecznie musi być prawda. W tej chwili wszystko wskazuje na to, że migrena jest w dużej mierze wynikiem nadwrażliwości i zaburzeń w odbieraniu bodźców - dodaje.

Naukowcy podkreślają jednak, że choć ich odkrycie uzupełnia w istotny sposób wiedzę na temat migreny, to wciąż nie jest ona kompletna. Potrzebne są dalsze badania.

Wyniki pracy publikuje pismo "Nature Genetics".

Na koniec jeden z najwybitniejszych naukowców ostatnich lat, laureat Nagrody Nobla w 2011 roku Bruce A. Beutler

Prof. Beutler - immunolog i genetyk z wydziału genetyki Scripps Research Institute w La Jolla w Kalifornii, poświęcił sporą część kariery naukowej wyjaśnieniu jednej z podstawowych tajemnic immunologii: jak nasz organizm rozpoznaje infekcję.

Badacz jako pierwszy wyizolował z organizmu myszy czynnik martwicy nowotworów alfa (TNF-alfa) i udowodnił jego rolę w rozwoju reakcji zapalnej oraz w szoku septycznym wywoływanym przez endotoksynę (lipopolisacharyd - LPS) bakterii Gram-ujemnych. Jego prace doprowadziły ostatecznie do stworzenia leku o nazwie etanercept, który jest obecnie szeroko wykorzystywany w terapii reumatoidalnego zapalenia stawów (RZS), chorobie Crohna (choroba jelit o podłożu zapalnym), łuszczycy i innych schorzeń zapalnych.

Odkrył też receptor - tzw. Toll-podobny receptor 4 - za pośrednictwem którego endotoksyna odpowiedzialna za wstrząs septyczny aktywuje komórki odporności ssaków. W ten sposób zidentyfikował jeden z podstawowych "czujników" infekcji bakteryjnej. Praca na ten temat ukazała się w 1998 r. na łamach prestiżowego tygodnika "Science". Później receptory z rodziny Toll-podobnych odkryto również u ludzi. Receptory te nie tylko odpowiadają za detekcję mikroorganizmów w organizmie, ale pośredniczą też w rozwoju poważnych schorzeń, jak wstrząs septyczny czy ogólnoustrojowy stan zapalny rozwijający się w toku zakażenia. Odgrywają kluczową rolę w rozwoju chorób autoagresywnych, np. tocznia rumieniowego układowego.

Wykorzystując powstające w komórkach rozrodczych mutacje prof. Beutler odkrył liczne cząsteczki sygnałowe pośredniczące w rozwoju procesu zapalnego, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania mechanizmów odporności wrodzonej u ssaków.Naukowiec razem ze swoimi współpracownikami zidentyfikował też geny pełniące ważne role w innych procesach biologicznych, jak regulacja wchłaniania żelaza, zdolność słyszenia i rozwój zarodkowy.

Beutler urodził się 29 grudnia w 1957 r. w Chicago (stan Illinois), jako syn hematologa i genetyka Ernesta Beutlera, który również pracował w Scripps Research Institute. W dzieciństwie i wieku nastoletnim rozwinął trwałe zainteresowanie naukami biologicznymi. Jego zacięcie naukowe ukształtowało się m.in. pod wpływem doświadczeń prowadzonych w laboratorium ojca, a później w laboratorium japońskiego genetyka ssaków Susum Ohno, znanego ze swoich badan nad ewolucją, strukturą genomu i różnicowaniem płciowym.

W wieku 18 lat przyszły noblista ukończył college na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego i w 1977 r. został przyjęty na wydział medyczny Uniwersytetu w Chicago, który ukończył w wieku 23 lat z tytułem magistra. Poza tym, pracował też w laboratoriach Abrahama Braude - znawcy endotoksyny oraz Patricii Spear - znawczyni wirusa opryszczki pospolitej. W latach 1981-83 Beutler kontynuował swoją edukację medyczną na Uniwersytecie Teksaskim w Dallas. Od 1983 do 1985 r. przebywał na stypendium na Uniwersytecie Rockefellera, w laboratorium znanego genetyka, badacza schorzeń metabolicznych oraz zakaźnych - Anthony'ego Ceramiego. W 1986 r. Beutler powrócił Uniwersytet Teksaski na wydział Medycyny Wewnętrznej. Przez kolejne 14 lat pracował też w Instytucie Medycznym Howarda Hughesa w Chevy Chale (stan Maryland).

W 2000 r. naukowiec przeniósł się do Scripps Research Institute w La Jolla, gdzie otrzymał tytuł profesora na wydziale immunologii. W 2007 r. został kierownikiem nowo powstałego wydziału genetyki placówki.

Prof Beutler jest laureatem wielu nagród i członkiem prestiżowych towarzystw naukowych, np. Amerykańskiej Akademii Nauk, Stowarzyszenia Amerykańskich Lekarzy, Amerykańskiego Towarzystwa Badań Klinicznych. Należy również do członkiem Europejskiej Organizacji Biologii Molekularnej (EMBO).

Badacz opublikował ponad 250 oryginalnych artykułów i prac przeglądowych, które były cytowane ponad 41 tys. razy.

To tylko niektóre z odkryć ostatnich lat, dostępnych jest mnóstwo artykułów i informacji o ostatnich odkryciach. Świat idzie do przodu wraz z nauką, ludzie dążą do poznania jak największej ilości tajemnic stąd wiele projektów, badań i odkryć. Jest to świat niespodzianek, prób, błędów i pomysłów.