• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy identyfikują koniugujące transpozony w mózgu człowieka

    07.08.2009. 15:11
    opublikowane przez: Maksymilian Gajda

    Naukowcy odkryli, że w mózgu człowieka znajduje się duża liczba tak zwanych "koniugujących transpozonów". Odkrycia wnoszą wiele do naszej wiedzy na temat rozwoju mózgu oraz indywidualności i mogą rzucić nowe światło na przyczyny chorób neurologicznych.

    Prace, których wyniki opublikowano w internetowym czasopiśmie Nature, zostały w części sfinansowane z grantu mobilności naukowej Marie Curie Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE.

    Koniugujące transpozony, znane również pod nazwą ruchomych elementów, to niewielkie części kwasu rybonukleinowego (DNA), które mogą wykorzystywać mechanizm "kopiuj i wklej", aby wprowadzać swoje duplikaty do innych części genomu.

    "Wiadomo, że te ruchome elementy są istotne u niższych organizmów, takich jak rośliny i drożdże, natomiast w przypadku ssaków są zasadniczo uznawane za pozostałości naszej przeszłości" - zauważył profesor Fred Gage z Instytutu Salka w USA. "Mimo to jest ich wyjątkowo dużo. Około 50% całego genomu człowieka składa się z pozostałości ruchomych elementów. Gdyby były to rzeczywiście śmieci, pozbywalibyśmy się ich."

    Do tej pory jedynymi komórkami człowieka, o których wiedziano, że przestawiają swoje geny były komórki układu immunologicznego. Komórki immunologiczne przestawiają geny, które kodują przeciwciała, aby komórka mogła wytwarzać różne przeciwciała potrzebne do rozpoznania szerokiego zakresu antygenów.

    Wcześniej profesor Gage wraz z zespołem odkrył, że ruchome części DNA zwane elementami LINE-1 (lub długimi elementami rozproszonymi 1) losowo zmieniają miejsce w genomie komórek mózgowych myszy. W ramach ostatnich badań, profesor starał się odkryć, czy to samo dzieje się w mózgu człowieka.

    Badania komórek mózgu człowieka, hodowanych na płytkach Petriego, sugerują, że tak właśnie może być. Zespół wyizolował DNA z próbek mózgu, wątroby i serca pobranych od dorosłych osób i porównał poziom aktywności LINE-1.

    Zgodnie z oczekiwaniami znacznie więcej kopii LINE-1 przypadających na jedną komórkę znajdowało się w komórkach mózgowych niż w komórkach wątroby czy serca tej samej osoby, od której pobrano próbki.

    "To dowód na to, że te elementy rzeczywiście skaczą w neuronach" - zauważa naczelna autorka artykułu, Nicole Coufal z Instytutu Salka. Dalsze badania wykazały, że genetyczny włącznik aktywujący elementy LINE-1 jest na stałe ustawiony w położeniu "wyłączony" w większości tkanek, podczas gdy w mózgu znajduje się z zasady w położeniu "włączony".

    "Być może to jest właśnie mechanizm odpowiedzialny za różnorodność układu nerwowego, która sprawia, że każda osoba jest niepowtarzalna" - zauważa profesor Gage. "W mózgu znajduje się 100 miliardów neuronów ze 100 trylionami połączeń, a ruchome części DNA mogą wyposażać poszczególne neurony w nieco odmienne zdolności."

    Naukowcy sugerują również, że ruchome elementy mogą odgrywać rolę w stymulowaniu ewolucji poprzez tworzenie większej różnorodności niż ta, jaka powstaje w czasie zwykłego podziału komórki z dokładnym kopiowaniem DNA.

    "To inny sposób patrzenia na różnorodność. Mózg żyje przez 80 lat w środowisku, które naciera na nas w sposób nieprzewidywalny, a ta cecha stanowi dodatkowy element przystosowalności" - stwierdza profesor Gage. "Istnienie tego dodatkowego poziomu złożoności ma sens."

    Odkrycia mogą również pogłębić naszą wiedzę na temat chorób neurologicznych, z których część może być wywoływana przez nieuregulowane koniugujące transpozony. Naukowcy zamierzają obecnie przyjrzeć się różnicom w aktywności koniugujących transpozonów u osób dotkniętych chorobami neurologicznymi.

    Źródło: CORDIS

    Więcej informacji:

    Nature:
    http://www.nature.com/nature

    Instytut Salka:
    http://www.salk.edu

    Źródło danych: Instytut Salka; Nature
    Referencje dokumentu: Coufal, N.G. et al. (2009) L1 retrotransposition in human neural progenitor cells. Nature (w druku), publikacja internetowa z dnia 5 sierpnia. DOI: 10.1038/nature08248.

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Projekt poznania ludzkiego cognomu (ang. Human Cognome Project) – zespół projektów badawczych mających na celu rozszyfrowanie działania ludzkiego mózgu. Nazwa cognom bierze się od łacińskiego cogito (myślę) i nawiązuje do nazwy genom. Cognom oznacza zespół cech określających sposób myślenia człowieka. Podstawowym założeniem projektu jest próba zrozumienia mózgu ludzkiego jako bardzo skomplikowanej maszyny. Naukowcy chcą odszyfrować sposób działania naszego umysłu podobnie, jak to się udało w Projekcie poznania ludzkiego genomu. Kora mózgu - struktura mózgu, w części kresomózgowia, zbudowana z istoty szarej, którą stanowią komórki neuronów. Jest największą częścią płaszcza, pokrywa obydwie półkule kresomózgowia. Tworzy ją około 10 mld komórek nerwowych ułożonych w sześciu warstwach o różnej grubości. Dominują w niej komórki piramidalne (najbardziej charakterystyczne dla kory), gwiaździste (głównie w czwartej warstwie) oraz wrzecionowate (w najgłębszej warstwie kory). Kora mózgu osiąga grubość do 4,5 mm. Jest bardzo silnie pofałdowana, dzięki czemu przy mniejszej objętości posiada większą powierzchnię czynną - 2 500 cm u człowieka , co odpowiada powierzchni kuli o średnicy 28 cm. Marian Cleeves Diamond (ur. 11 listopada 1926 w Glendale, Kalifornia) – amerykańska profesor anatomii człowieka i neuroanatomii w University of California, Berkeley, badaczka zmian strukturalnych w korze mózgu, zachodzących w każdym wieku, m.in. pod wpływem środowiska oraz steroidowych hormonów płciowych, badaczka mózgu Einsteina.

    Śmierć mózgu – definicja śmierci utożsamiająca śmierć człowieka jako całości z nieodwracalnym ustaniem funkcji mózgu. Obecnie przyjęta w Polsce definicja śmierci jako śmierci całego mózgu obowiązuje od 2007 roku. Rozpoznanie śmierci mózgu pozwala na zaprzestanie dalszego, niecelowego leczenia oraz na pobranie ze zwłok narządów do celów transplantacyjnych. Kresomózgowie (łac. telencephalon) – część mózgowia obejmująca półkule mózgu, spoidła mózgu (w tym ciało modzelowate), blaszkę krańcową, jądra podstawne, hipokamp, komory boczne, sklepienie oraz węchomózgowie. Kresomózgowie nadzoruje większość czynności fizycznych i umysłowych. Różne obszary kresomózgowia są odpowiedzialne za rozmaite reakcje świadome. Ze względu na swą wielkość i widoczność (u człowieka przykrywa, oprócz móżdżku, wszystkie pozostałe elementy mózgowia) zwłaszcza u ssaków wyższych,kresomózgowie potocznie utożsamiane jest z mózgiem.

    Rak mózgu – nieprawidłowe pojęcie, mające określać nowotworowy guz mózgu. Błąd polega na tym, że określenie rak w medycynie jest zarezerwowane dla nowotworów złośliwych wywodzących się z komórek nabłonkowych. W mózgu takich komórek jest stosunkowo mało. W obrębie ośrodkowego układu nerwowego, występuje rzadki rak splotu naczyniówkowego, wywodzący się z komórek produkujących płyn mózgowo-rdzeniowy. W mózgu mogą być również obecne przerzuty raków innych narządów (głównie raka płuc i raka piersi). 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.

    Implantowane elektrody domózgowe są wszczepiane do mózgu w celu połączenia z odpowiednim urządzeniem elektronicznym. Mogą one rejestrować potencjały elektryczne mózgu lub stymulować neurony impulsami elektrycznymi pochodzącymi ze źródła zewnętrznego. Marek Jutel – profesor doktor habilitowany medycyny, specjalista chorób wewnętrznych, alergolog. Kierownik Katedry i Zakładu Immunologii Klinicznej Uniwersytetu Medycznego we Wrocławiu. Przewodniczący Komitetu Naukowego (Scientific Program Committee) (od 2012) i członek zarządu (Executive Committee – od 2009) Europejskiej Akademii Alergologii i Immunologi Klinicznej. Autor licznych publikacji, m.in. w czasopiśmie „Nature”, głównie z zakresu mechanizmów tolerancji antygenów i alergenów oraz immunoterapii swoistej. Jest pionierem badań nad zastosowaniem alergenów rekombinowanych w leczeniu chorób alergicznych.

    NIRS (z ang. near infrared spectroscopy) - technika wizualizacji aktywności mózgu, polegająca na przepuszczeniu promieni lasera przez czaszkę. Lasery te są bardzo słabe, jednak pracują z częstotliwością fali świetlnej (bliskiej podczerwieni), dla której czaszka jest przeźroczysta. Krew zawierająca tlen absorbuje inne częstotliwości fal świetlnych niż krew, w której tlen został już pochłonięty. Stąd obserwując ilość światła o różnych częstotliwościach odbijającą się od mózgu naukowcy mogą śledzić przepływ krwi.

    Wstrząśnienie mózgu – zaburzenie czynności pnia mózgu, będące wynikiem urazu lub zniesienia czynności komórek zwojowych mózgu bez znaczących zmian anatomicznych.

    Niedokrwienie mózgu (ang. cerebral ischaemia, łac. ischaemia cerebri) – zaburzenie krążenia krwi w mózgu, spowodowane zakrzepem, skurczem lub uszkodzeniem ściany w określonej tętnicy doprowadzającej krew do mózgu, zatorem takiej tętnicy (najczęstsze są zatory sercowopochodne - materiał zatorowy np. skrzeplina pochodzi z jam serca lub tętniczo-tętnicze - materiałem zatorowym jest skrzeplina przyścienna w tętnicy). Niedokrwienie mózgu może dawać objawy przemijające i jeśli wycofują się one w ciągu 24 godzin, to określamy je jako przejściowe niedokrwienie mózgu czyli TIA, może też spowodować uszkodzenie trwałe i wtedy jest ono określane jako udar mózgu niedokrwienny. Głęboka stymulacja mózgu (ang. deep brain stimulation - DBS) – chirurgiczna metoda leczenia, polegająca na implantacji urządzenia zwanego rozrusznikiem mózgu, które wysyła impulsy elektryczne do określonej części mózgu.

    Rozpoznanie osobowe (HUMINT , Human Intelligence) – metoda wywiadowcza . Odnosi się do danych otrzymywanych z Osobowych Źródeł Informacji. Przykładowymi źródłami rozpoznania osobowego mogą być: mobilne elementy rozpoznawcze (patrole rozpoznawcze i zespoły dalekiego rozpoznania), posterunki obserwacyjne i inne. Wykorzystywanie tych źródeł obywa się w zasadzie przez organy rozpoznawcze. Ale nie tylko, gdyż tego rodzaju źródłami będą również wszystkie inne elementy osobowe, które dzięki swoim zmysłom mogą odbierać to wszystko, co dzieje się w ich otoczeniu, np.: posterunki obserwacyjne, elementy rozpoznania lotniczego (mogą wykorzystywać środki wzmacniające odbiór i zasięg obserwacji), żołnierze, cywile, uchodźcy, eksperci i technicy z zakresu geografii, hydrografii, meteorologii itd. Pozyskać jako źródło można prawie każdego człowieka posiadającego informacje lub mogącego je posiadać. Komórki Purkiniego (ang. Purkinje cells) – typ neuronów GABA-ergicznych kory móżdżku. Obok komórek Betza należą do największych neuronów występujących w mózgu człowieka. Aksony komórek Purkiniego dochodzą do istoty białej móżdżku i ulegają przełączeniu na jądra móżdżku i jądra przedsionkowe.

    Dodano: 07.08.2009. 15:11  


    Najnowsze