• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Jak konwersja genów może w przyszłości pokonać malarię

    16.06.2011. 16:49
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Międzynarodowy zespół naukowców rzucił nowe światło na to, jak genom człowieka toczy słuszną walkę z pasożytami malarii. W toku poszukiwań wariantów genów, które pomogłyby wyjaśnić, dlaczego niektóre geograficznie i genetycznie zróżnicowane grupy etniczne są bardziej podatne na malarię od innych, naukowcy przeprowadzili analizę genetyczną 15 grup etnicznych z Afryki. Odkrycia dokonane w ramach badań zostały opublikowane w czasopiśmie American Journal of Human Genetics.

    Malaria jest odpowiedzialna za ponad 300 mln nowych zachorowań rocznie, z czego niemal 1 mln osób umiera na skutek tej śmiertelnej choroby. Około 90% przypadków dotyczy subsaharyjskiej Afryki.

    Naukowcy z Uniwersytetu w Pensylwanii w USA wraz z kolegami z Francji, Kenii, Nigerii, Sudanu, Tanzanii i Włoch zbadali rozmaite reakcje różnych populacji na pasożyty wywołujące malarię. Przeprowadzili bardzo szeroko zakrojone porównanie krzyżowe populacji w zakresie pary genów związanych ze zdolnością choroby do inwazji czerwonych krwinek.

    "W czasie podejmowania próby identyfikacji wariantów powiązanych z podatnością na chorobę bardzo ważne jest przeprowadzenie badań w bardzo małej skali" - mówi dr Wen-Ya Ko, stypendysta ze stopniem doktora z Wydziału Genetyki Perelman School of Medicine przy Uniwersytecie w Pensylwanii. "Różne populacje ewoluują do pewnego stopnia niezależnie, a zatem mogą u nich wystąpić unikalne mutacje."

    Zdaniem naukowców cykl życiowy malarii jest uzależniony od zakażenia czerwonych krwinek poprzez wiązanie się z ich powierzchnią. Zasugerowali, że to właśnie jest powodem, dla którego mutacje, takie jak anemia sierpowata zmieniająca ogólny kształt tych krwinek, doświadczają pozytywnej selekcji.

    "Zarówno gospodarz, jak i pasożyt starają się zwalczać mutacje. To koewolucyjny wyścig zbrojeń, który pozostawia sygnaturę selekcji na genach" - wyjaśnia dr Ko. "Zidentyfikowaliśmy kilka polimorfizmów pojedynczego nukleotydu, które są kandydatami do tej sygnatury."

    W toku badań położono szczególny nacisk na polimorfizmy. Zespół podzielił te warianty na pary genów kodujące białka zwane glikoforyna A i glikoforyna B, które występują na powierzchni erytrocytów. Zmiany w kształcie białek wpływają na sposób, w jaki pasożyt wywołujący malarię wiąże się z nimi i zakaża komórki.

    Niemniej naukowcy wskazują, że istnieją dwie przeciwstawne teorie dotyczące powodu, dla którego zmiany kształtu tych białek wpływają na wskaźniki zapadalności na malarię. Niektórzy naukowcy twierdzą, że glikoforyna A zwiększa swoją atrakcyjność, by się z nią wiązać, działając jak przynęta, dzięki czemu patogeny nie zakażają bardziej podatnych komórek. Inni natomiast są przekonani, że glikoforyna A mutuje, uniemożliwiając pasożytom malarii wiązanie się.

    Odkrycia dokonane przez zespół wskazują na odmienne schematy selekcji naturalnej oddziałujące na różne regiony tych dwóch genów. Naukowcy stwierdzili większą różnorodność genetyczną w regionie glikoforyny A, która wpływa na wejście pasożyta malarii do czerwonej krwinki.

    "Ta sygnatura selekcji była silniejsza w populacjach, które są najbardziej narażone na malarię" - mówi profesor Sarah Tishkoff z Uniwersytetu w Pensylwanii i naczelna autorka artykułu. Członkowie zespołu odkryli również nowy wariant białka glikoforyny B w wielu populacjach cechujących się wysokim poziomem zachorowalności na malarię, który jak twierdzą może być również celem naturalnej selekcji.

    "Geny glikoforyny A i B powstały w toku duplikacji genów" - zauważa dr Ko. "Są w ponad 95% podobne do siebie na poziomie sekwencyjnym. Ze względu na ich tak duże podobieństwo sekwencje A mogą wiązać się z sekwencjami B w czasie rekombinacji, co oznacza, że mutacja dotycząca jednej z nich może być dzielona z drugą."

    Badanie konwersji genów w przyszłości może doprowadzić do lepszych rezultatów i skuteczniejszego leczenia malarii. "Genom pasożyta podlega mutacjom w bardzo wysokim stopniu, a czas jego wytwarzania jest krótki w kontekście człowieka, zatem dysponowanie większą liczbą mutacji w krótszym czasie pomaga nadążać za nim" - zauważa dr Ko. "To jedno z narzędzi w wyścigu zbrojeń. By może nie zapewni zwycięstwa w wojnie, ale jest kolejnym sposobem na zwiększenie zmienności."

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Światowy Dzień Malarii (ang. World Malaria Day, fr. Journée mondiale du paludisme) – święto ustanowione przez Światowe Zgromadzenie Zdrowia (WHA, WHO) w maju 2007 roku, upamiętniające globalną walkę z malarią. Obchodzone corocznie od 2008 roku w dniu 25 kwietnia. Jego celem jest wzrost świadomości społecznej dotyczącej malarii oraz redukcja skutków i skali choroby. Koneksyny – białka budujące elementy połączenia szczelinowego, zwane koneksonami. Każdy konekson zbudowany jest z tych szcześciu podjednostek białkowych. Poszczególne podjednostki koneksyn określają przepuszczalność i selektywność połączeń szczelinowych. U ludzi występuje co najmniej 20 genów kodujących koneksyny. Mutacje w tych genach prowadzą do bardzo selektywnych chorób pod względem tkanki, której dotyczą i objawów, które wywołują. Przykładowo z mutacją jednego z tych genów związana jest choroba Charcota-Mariego-Tootha czy też wrodzona głuchota, wywołana nieprawidłowym przepływem kationów potasu w ślimaku. Hipermutacje to takie mutacje, których częstotliwość jest większa, niż innych mutacji w organizmie, przynajmniej o jeden rząd wielkości, a zwykle jeszcze częściej. Hipermutacje zachodzą w określonych miejscach genomu i przyczyniają się do drastycznego zwiększenia zmienności tych miejsc. Przykładem mogą być mutacje zachodzące w tzw. regionach hiperzmiennych genów kodujących przeciwciała, dzięki czemu dochodzi do zwiększenia wariantów przeciwciał u danego osobnika. Konsekwencją tego zjawiska jest możliwość bardziej swoistego dopasowania się przeciwciała do antygenu.

    Atowakwon (atovaquone, atavaquone) – lek przeciwmalaryczny należący do grupy naftalenów. Atowakwon jest analogiem ubichinonu wykazującym aktywność przeciw grzybom Pneumocystis jiroveci, zarodźcom malarii i Toxoplasma gondii. Halofantryna (łac. Halofantrinum) – organiczny związek chemiczny, chemioterapeutyk stosowany w zwalczaniu malarii. Nie jest zalecany w profilaktyce choroby.

    Retikulocyt, proerytrocyt (skrótowo Ret.) – niedojrzała postać krwinki czerwonej, która w szlaku erytropoezy bezpośrednio poprzedza dojrzałą krwinkę czerwoną czyli erytrocyt. Jego powstawanie jest związane głównie z uzupełnianiem fizjologicznie niszczonych krwinek czerwonych oraz wyrównywaniem (kompensacją) skutków zdarzeń lub chorób w których dochodzi do utraty, czy niszczenia erytrocytów (np. krwotoków, zimnicy). Geny kodujące białka mechanizmów naprawy DNA człowieka: DNA komórki jest stale narażone na czynniki uszkadzające. Sprawnie działające mechanizmy naprawy DNA funkcjonują w komórkach organizmów zarówno prokariotycznych jak i eukariotycznych. Badania genomu ludzkiego pozwoliły zidentyfikować szereg genów kodujących białka biorące udział w różnorodnych mechanizmach naprawy DNA. Poznano dotąd ponad 130 genów o takiej, udowodnionej lub prawdopodobnej, funkcji. Nowe geny naprawy DNA są ciągle odkrywane dzięki badaniom porównawczym sekwencji genów człowieka i homologów tych genów u organizmów modelowych, takich jak E. coli i S. cerevisiae. Badania te mają znaczenie dla medycyny, ponieważ do tej pory zidentyfikowano już kilkanaście chorób, w których patogenezie mają udział niesprawne mechanizmy naprawy DNA.

    Malaria, zimnica (łac. malaria, plasmodiosis, dawne nazwy: febra z łac. febris = gorączka i paludyzm) – ostra lub przewlekła, tropikalna choroba pasożytnicza, której różne postacie wywoływane są przez jeden lub więcej z pięciu gatunków jednokomórkowego pierwotniaka z rodzaju Plasmodium: MalariaControl.net jest aplikacją korzystającą z przetwarzania rozproszonego w celu stochastycznego modelowania epidemiologii i historii malarii. Jest częścią ogólniejszego projektu Africa@home.

    Meflochina — organiczny związek chemiczny, przyjmowany doustnie środek przeciwko malarii, stosowany w celach profilaktycznych lub leczniczych. Meflochina dostępna jest w sprzedaży w postaci leku pod nazwą Lariam. Może wywoływać wiele niepożądanych skutków ubocznych, takich jak zawroty głowy, utrata równowagi, a u pewnej liczby osób także bezsenność, halucynacje i depresję.

    Zarodziec owalny (Plasmodium ovale) – pierwotniak należący do rodzaju Plasmodium, jeden z kilku gatunków, które wywołują malarię u ludzi. Plasmodium ovale wywołuje malarię trzeciaczkę. Jest mniej groźny od Plasmodium falciparum.

    Historia odkrycia i badań nad stwardnieniem guzowatym: Historia odkrycia stwardnienia guzowatego i badań nad tą chorobą liczy dopiero niecałe 200 lat. Stwardnienie guzowate (tuberous sclerosis, tuberous sclerosis complex, TSC) jest rzadką, wielonarządową chorobą genetyczną, w której rozwijają się łagodne guzy mózgu i guzy innych ważnych życiowo narządów: nerek, serca, oczu, płuc i skóry. Zespół objawów może obejmować napady drgawkowe, opóźnienie rozwoju, zaburzenia behawioralne i schorzenia dermatologiczne, a także objawy wynikające z zajęcia płuc i nerek. TSC może być spowodowane mutacją w jednym z dwóch genów: TSC1 i TSC2 , kodujących, odpowiednio, hamartynę i tuberynę. Oba geny należą do genów supresorowych (antyonkogenów), gdyż funkcją kodowanych przez nie białek jest regulacja cyklu komórkowego i procesu różnicowania komórek. W przeszłości zachorowania na tę chorobę traktowano jak ciekawe przypadki kazuistyczne; obecnie, badaniom nad patogenezą TSC przypisuje się istotne znaczenie w poznawaniu procesu nowotworzenia i supresji nowotworów. Chlorochina (łac. Chloroquinum) – lek pierwotniakobójczy, znosi ostry atak malarii, pełzaka czerwonki i lamblii jelitowej; działa także przeciwzapalnie.

    Ettore Marchiafava (ur. 3 lipca 1847 w Rzymie, zm. 22 października 1935 w Rzymie) – włoski lekarz i zoolog, badacz malarii.

    Dodano: 16.06.2011. 16:49  


    Najnowsze