NOVICE S PODROČJA MOLEKULARNE BIOLOGIJE IN BIOKEMIJE V LETU 2004:

• Fitoftore so med največjimi škodljivci v poljedeljstvu in gozdarstvu. Dolgo so jih imeli za skupino gliv (oomicete), a jih zdaj uvrščajo v posebno kraljestvo stramenopilov. S pomočjo analize EST (oznak izraženega zaporedja) so raziskovali, kateri proteini nastajajo v različnih stadijih razvoja. Pri tem so ugotovili, da so najmočneje izraženi geni za proteine celičnega površja in celične stene. V nadaljevanju so se lotili še primerjave občutljivih in bolj odpornih rastlin, da bi videli, kje so ključne razlike, ki bi lahko privedle do razumevanja patogenosti in odpornosti. (BioMedNet 12.1.)
• Ko so pred leti določali zaporedje človekovega genoma, sta med seboj tekmovala konzorcij inštitutov, ki je podatke objavil in so na voljo vsem, in podjetje Celera, ki je svoje podatke zaprla za javnost in dostop omogočila samo proti plačilu. Zdaj pa se obeta, da bodo pri Celeri svoje podatke odstopili v objavo zbirki nukleotidnih zaporedij GenBank. Tako je vsaj poročal BBC 18. februarja. O primerjavi obeh postopkov določanja zaporedja in sestavljanja delnih zaporedij genoma v zadnji številki revije PNAS piše bivši direktor Celere in takratni vodja projekta, Greg Venter s sodelavci. (20.2.)
• Po svetu še odmeva dosežek korejskih raziskovalcev, ki so klonirali človeka do stopnje blastociste in s tem pridobili matične celice. Kloniranje so izvedli po postopku jedrnega prenosa, torej zelo podobno kot pri ovčki Dolly. Članek o tem je izšel zaenkrat samo v on-line izdaji revije Science 12. februarja (dostopen samo za naročnike), komentar pa je tudi na straneh ScienceNews. (23.2.)
• Zakaj zdravilni čaji pogosto res pomagajo? Načini delovanja so pogosto še neraziskani, pred kratkim pa je znanstvenikom uspelo odkriti, kako deluje čajna mešanica 'jin ži huang', s katero Kitajci zdravijo zlatenico pri novorojenčkih. V čaju je namreč vrsta pelina (Artemisia capillaris), ki vsebuje snov dimetileskuletin, ta pa se veže na jedrni receptor in zaradi aktivacije genov za encime, ki sodelujejo pri razgradnji bilirubina, povzroči njegovo hitrejše odstranjevanje iz tkiv. To so ugotovili s poskusi na miših, ki so jim izbili gen za jedrni receptor. (J. Clin. Investigations) (4.3.)
• V reviji Nature bo v kratkem izšel članek (je pa že dostopen na spletu), v katerem ameriška avtorja poročata o tem, da se celice klične linije pri vinski mušici lahko v določenih pogojih dediferencirajo v celice, podobne izvornim.  To med drugim pomeni, da število oocit ni v celoti določeno že ob rojstvu, po drugi strani pa kaže, da kljub obsežnim spremembam v citoplazmi diferencirane celice ob ustreznih signalih lahko spet preidejo v izvornim celicam podobno stanje. Take celice pa bi lahko uporabili pri popravljanju okvarjenih ali poškodovanih tkiv in drugod. (17.3.)
• Škodljivo širjenje žuželk je mogoče zajeziti z neškodljivimi preprostimi sredstvi. Mednja gotovo spadajo virusi iz skupine bakulovirusov. V Severni Ameriki se je v zadnjem času močno razširil metulj, ki ga v Sloveniji poznamo pod imenom zlatnica (ali zlatoritka) iz družine gobarjev. Njegove gosenice so prekrite s ščetinastimi izrastki, ki v stiku s kožo povzročijo močan pekoč občutek, koža pa pordeči. Američani so, kot poročajo na spletnih straneh revije Nature, ugotovili, da je mogoče gosenice precej razredčiti, če po lubju namažejo mešanico melase in bakulovirusov. Bakuloviruse so v boju proti žuželkam uporabljali v Avstraliji že pred 50 leti, znani pa so tudi po tem, da služijo kot vektorske molekule v tehnologiji rekombinantne DNA. (30.3.)
• Pri vsakem 50. Evropejcu lahko najdemo polimorfizem v genu HOPA, ki lahko povzroči shizofrenijo, poročajo v reviji Biochemist. Vendar pa do razvoja  bolezni pride zelo redko - le pri vsakem 30. moškem s polimorfizmom, pri ženskah pa še redkeje, saj je gen na kromosomu X. Študije so pokazale, da je do polimorfizma prišlo pred približno 100.000 leti pri enem samem človeku, vendar se je mutacija ohranjala, ker je verjetno pomenila boljše preživetje novorojencev in večjo odpornost proti boleznim. Shizofrenija, ki se lahko razvije, je milega tipa: bolniki imajo lahko halucinacije, njihova čustvena odzivnost in racionalnost razmišljanja pa nista prizadeti. Do razvoja bolezni ne prihaja zaradi prisotnosti mutacije, pač pa zaradi spremenjenega delovanja HOPA na druge gene ob določenih signalih iz okolja. Bolezen tega tipa je mogoče učinkovito pozdraviti.  (14.4.)
• V reviji Journal of American Chemical Society bo 19. maja izšel članek o novem načinu diagnosticiranja s pomočjo nanotehnološke metode, imenovane BCA (bio-bar-code amplification; ojačanje po načelu biološke črtne kode).  Članek sicer ni prosto dostopen, vendar na straneh Ameriškega kemijskega društva navajajo poglavitne podatke.  Meja detekcije je približno 10 molekul, čas analize pa nekaj minut, pri čemer gre za zelo specifično prepoznavanje tarč. Zaznajo lahko prisotnosti točno določenih proteinov ali pa nukleotidnih zaporedij. Pri izvedbi, ki je opisana v omenjenem članku, so na nanodelce zlata vezali nekaj molekul nukleinske kisline, ki je komplementarna tarčnemu zaporedju (smrtnega dejavnika antraksa), ob tem pa še več sto molekul nukleinske kisline, ki predstavlja nekakšno črtno kodo. Na drug, magnetni delec so vezali več sto kopij nukleinske kisline z nekim drugim zaporedjem, ki se veže na istega povzročitelja bolezni. Nastane molekularni sendvič, ki ga z magnetom ločijo od preostanka vzorca, nato pa iz sendviča sprostijo 'črtno kodo' in jo identificirajo ter tako dobijo podatek o tem, za katero sondo je šlo. Ker je na enem delcu, ki se je vezal na eno tarčo, več sto molekul 'črtne kode', je identifikacija enostavna. Morda je trditev avtorjev, da gre za metodo, ki bo po uporabnosti marsikje presegla PCR (verižno rekacijo s polimerazo), nekoliko pretirana, res pa je, da je verjetno uporabna povsod tam, kjer so potrebne hitre analize, laboratorija pa ni v bližini. Seveda pa je treba test pripraviti in optimizirati za vsak primer posebej. (29.4.)
• Nanotehnologija koraka naprej... bi lahko rekli ob članku, ki bo izšel 8. maja v reviji New Scientist. Raziskovalcem je namreč uspelo izdelati preprostega nanorobota, ki je zgrajen iz kratkih molekul dvojnoverižne DNA in ki lahko hodi po podlagi, prav tako narejeni iz DNA. Mehanizem je na videz preprost, vendar je trajalo več kot tri leta, da so prvotnega nanorobota na osnovi DNA (ki je deloval kot pinceta) izpopolnili do te mere, da se lahko premika, kot da bi imel dve nogi. Nogi sta dolgi 10 nm in ju sestavlja po 36 baznih parov. Na vrhu sta upogljivo speti, na spodnji strani pa imata kratek segment enoverižne DNA, s katero se nogi lahko prilepita na podlago, ki jo predstavlja komplementarno zaporedje nukleotidov. (6.5.)
  
• Razumevanje zgradbe ribosomov se zdi marsikomu odvečno in suhoparno. Vendar pa so ameriški raziskovalci ugotovili, da je ribosom pri kvasovkah vendarle nekoliko drugače zgrajen kot pri drugih evkariontih in bi zato bilo mogoče pripraviti zdravila proti glivnim okužbam, usmerjena na določen ribosomski protein. Odkrili so namreč, da  sprememba zaporedja v ribosomskem proteinu S14  povzroči, da ta protein ne more ustrezno procesirati RNA, ki se zato ne more vgraditi v ribosom, ta pa se torej ne bo mogel sestaviti in celica kvasovke bo odmrla. Najti pa bo treba še snovi, ki bi delovale na tako imenovani rep proteina S14 in s tem sprožile celoten proces. Članek je sicer izšel v reviji Molecular Cell 7. maja (J. Jakovljević et al.). (8.6.)
• V reviji Science je 18. junija izšel kratek članek o izvoru oslov (str. 1781).  Arheološke sledi so kazale na to, da so osle uporabljali v Egiptu, Mezopotamiji in Iranu pred približno 5000 leti, torej so jih udomačili precej pozneje kot živali, ki so jih ljudje rabili za prehrano. Osli so omogočili prenašanje tovorov na daljše razdalje in so pomembno prispevali k razvoju trgovine.  Z analizo mitohondrijske DNA različnih vrst in pasem oslov iz 52 dežel sveta so francoski znanstveniki zdaj ugotovili, da so po izvoru domači osli direktni potomci nubijskega divjega osla, ena skupina pa je sorodna somalijski podvrsti. Kaže, da je do udomačitve prišlo dvakrat v zgodovini, vsakič iz druge podvrste divjih oslov. Prstni odtisi DNA so tako pokazali, da so osli edine pomembnejše domače živali, ki izhajajo iz Afrike.  (New Scientist, 18.6.)
• 3. avgusta bo v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) izšel članek, v katerem avtorji poročajo o tem, da je morda mogoče vnaprej ugotoviti, ali bo v nekem tkivu prišlo do tvorbe metastaz ali ne.  S tehniko na osnovi infrardeče spektroskopije (FTIR) so ugotovili, da je mogoče zaznati spremembe v lastnostih DNA v celicah tkiv, v katerih še ni mogoče zaznati fizičnih tumorjev. Menijo, da rakasti fenotip nastane dokaj zgodaj v procesu metastaziranja, uporabljena tehnika pa omogoča zgodnje zaznavanje bodočih metastaz. (20.7.)
• Večina višjih rastlin živi v simbiozi z glivami, vendar je razumevanje njihovega sožitja še zelo skopo.  Ameriški raziskovalci so zdaj odkrili gene, ki zapisujejo proteine, pomembne za transport fosforja iz okolja (pri črpanju fosfatov in drugih mineralov so mikorizne glive za rastline namreč zelo pomembne). Ključni protein MtPT4 je zasidran v membrani mikoriznih korenin. Z analizo genov, ki se ob vzpostavitvi simbioze aktivirajo, upajo, da bodo uspeli bolje razumeti molekularne osnove simbiotskega odnosa med glivo in metuljnico. Raziskavo bo predstavila dr. Maria Harrison na predavanju v okviru letnega srečanja Ameriškega društva za biologijo rastlin danes ob 14h. (28.7.)
• 28. julija je v San Diegu zaradi raka na debelem črevesu umrl Francis Crick, soavtor znamenitega odkritja zgradbe dvojne vijačnice DNA (1953). Po osnovni izobrazbi je bil fizik, vendar se je kasneje začel ukvarjati z biološkimi temami.  Leta 1962 sta z  Jamesom Watsonom dobila Nobelovo nagrado za medicino, kasneje pa sta pomembno prispevala k razumevanju genetskega koda.  Sredi sedemdesetih let se je iz Velike Britanije preselil v Kalifornijo, kjer je sodeloval pri preučevanju bioloških osnov zavesti. (3.8.)
• Pri razvoju raka pride do sprememb v zaporedju DNA (genetski dejavnik) in do epigenetskih sprememb DNA, to je tistih, ki jih povzročijo druge molekule - najpogosteje gre za metilacijo, ki lahko utiša ali aktivira določen gen. Ameriškim raziskovalcem je pred kratkim uspelo iz rakave mišje celice preko blastocist in embrijskih izvornih celic ustvariti zdrave miši. Če pa so takim mišim aktivirali gene, povezane z rakom, so zbolele dosti hitreje kot kontrolne miši. Poskusi so pokazali, da je mogoče ustvariti živalske modele za študij epigenetskih dejavnikov, ki bodo pomagali razumeti zapletene procese karcinogeneze. Članek o tem je izšel v zadnji številki revije Genes and Development. (EurekAlert) (3.8.)
• V Veliki Britaniji je pristojni urad dovolil poskuse, s katerimi bodo raziskovalci iz Newcastla pridobili izvorne celice za raziskave biomedicinskega potenciala, ki ga tovrstne celice gotovo imajo. Izvorne celice so doslej znanstveniki dobivali iz neuporabljenih zgodnjih zarodkov, dobljenih pri oploditvi in vitro ali pa so preučevali celične linije pluripotentnih celic. Tokrat pa je prvič, da bodo izvedli jedrni prenos prav z namenom, da pridobijo izvorne celice. Skupino v Newcastlu vodita Alison Murdoch in Miodrag Stojkovic, ki menita, da bodo odobreni poskusi začetek večletnega raziskovanja možnosti uporabe izvornih celic za zdravljenje različnih bolezni. (BritainUSA.com) (12.8.)
• Protein PPAR-delta je znan kot regulator mnogih genov. Med drugim so ugotovili, da lahko povzroči povečano porabo maščob in s tem zmanjšanje mase maščobnega tkiva. Nedavne raziskave pa so pokazale, da vpliva tudi na sestavo mišic, tako da se poveča delež mišičnih vlaken, ki so bolj vzdržljiva zaradi povečane vsebnosti mitohondrijev, ki lahko kot vir energije porabljajo maščobe, medtem ko 'običajna' vlakna potrebujejo kot gorivo glukozo, te pa je v organizmu na voljo relativno malo. Transgenske miši, ki so proizvajale več PPAR-delta so lahko v poskusu pretekle dvakrat daljšo razdaljo kot miši, ki so imele normalen nivo tega proteina, pri tem pa so se oboje hranile enako in dosegle enako težo. (Biochemist e-volution, 23.8.)
• Štiri leta po objavi grobe verzije nukleotidnega zaporedja človekovega genoma so raziskovalci objavili končno verzijo zaporedja 5. kromosoma, ki je doslej največji izmed 12 dokončanih, saj obsega skoraj 181 Mbp. Nosi zapise za 923 genov, med njimi je 66 takih, za katere vedo, da so povezani z boleznimi. Čeprav nova tehnologija omogoča sorazmerno hitro pridobivanje grobih podatkov, je očitno zapolnjevanje vrzeli in preverjanje dvoumnih odsekov v zaporedju zamudno delo... Članek o določitivi zaporedja 5. kromosoma je objavljen v današnji številki revije Nature. (EurekAlert) (16.9.)
• Etičnost uporabe embrionalnih izvornih celic za zdravljenje hudih bolezni je še vedno sporna, zato ni čudno, da raziskovalci iščejo alternativne poti do pluripotentnih celic. Že nekaj let je jasno, da take celice obstajajo tudi v diferenciranih tkivih, vendar jih je težko pridobiti z biopsijo. Obstaja pa tkivo, ki ga večina ljudi zlahka pogreša: maščobno tkivo, ki tudi vsebuje izvorne celice. V začetku naslednjega tedna se bodo v ZDA srečali raziskovalci s tega področja in razpravljali o možnostih tovrstnega 'zdravljenja z mastjo'. (EurekAlert) (27.9.)
• Letošnjo Nobelovo nagrado za medicino/fiziologijo sta dobila Richard Axel in Linda Buck za odkritja na področju receptorjev za vonj in določitev organizacije olfaktornega sistema. Ključni članek je izšel leta 1991 v reviji Cell, v njem pa sta nagrajenca opisala družino več kot 1000 genov za receptorje za vonj. Vsaka čutna celica izraža samo en tip receptorja in tako prepozna le nekaj različnih vrst molekul, ljudje pa smo sposobni ločiti okrog 10.000 različnih vonjev - več o tem na straneh Nobelove fundacije. Nobelovo nagrado za kemijo pa so letos podelili za odkritje razgradnje proteinov s posredovanjem ubikvitina. Dobili so jo Aaron Ciechanover, Avram Herschko in Irwin Rose. (14.10.)
• Čebula sicer ni nujno okusna, je pa zdrava. Ameriški raziskovalci so primerjali 10 različnih sort čebule (pravzaprav 9 sort in šalotko) in ugotovili, da sorte z močnejšim okusom vsebujejo več antioksidantov. Med njimi je znan flavonoid z imenom kvercetin, ki tudi daje okus. Preizkusili so tudi delovanje čebulnih ekstraktov na rast rakastih celic v kulturi in ugotovili, da je učinek močnejši na rakaste celice debelega črevesja kot na rakaste jetrne celice. Rezultati raziskave bodo izšli v reviji Journal of Agricultural and Food Chemistry 3. novembra (Am. Chem. Soc. News Service). (27.10.)
• V Kaliforniji so volilci na referendumu podprli izdajo državnih obveznic, s katerimi bodo v naslednjih 10 letih zagotovili skoraj 3 milijarde dolarjev za raziskave izvornih celic. Denar bodo porabili za ustanovitev in delovanje Kalifornijskega inštituta za regenerativno medicino. Čeprav Združene države Amerike omejujejo raziskave na tem področju, so se v Kaliforniji odločili raziskave podpreti, saj v tem vidijo veliko možnosti ne samo za zdravstvo, pač pa tudi za razvoj  biofarmacevtskih podjetij. Republikanska zvezna vlada letno nameni za tovrstne raziskave le po 25 milijonov dolarjev, tako da bo kalifornijska vlada investirala v raziskovanje izvornih celic vsako leto skoraj 12x več od zvezne. (NewScientist) (5.11.)
• Založba Nature je oktobra letos začela izdajati novo revijo Nature Methods. V decembrski številki so objavili članek, ki se navezuje na raziskave ubikvitinacije proteinov, za katere bodo podelili letošnjo Nobelovo nagrado za kemijo. Kanadski znanstveniki so namreč metodo BRET uporabili za zasledovanje vezave ubikvitina na proteinske molekule in situ, torej v živih celicah in v realnem času. Oznaka BRET pomeni bioluminiscenčni prenos resonančne energije in je v osnovi podoben bolj znani metodi FRET (fluorescenčni prenos resonančne energije), pojavlja pa se še vrsta drugih metod, ki omogočajo zasledovanje interakcij med proteini - nekaj jih je predstavljenih v isti številki kot omenjeni. (19.11.)
• Ameriški raziskovalci so v sodelovanju s Korejci, ki so letos spomladi klonirali človeški zarodek, uspeli z metodo jedrnega prenosa klonirati zarodke opic. Pri tej metodi jedro somatske celice prenesejo v jajčno celico, ki so ji predhodno odvzeli jedro. Zarodki makakov, ki so se razvili, so prvi primati, ki jih je doslej uspelo klonirati (razen človeka). Od 49 zarodkov so se do faze blastociste razvili le 3 in iz njih je bilo mogoče pridobiti izvorne celice. Smisel kloniranja primatov je, da bi lahko z njihovimi izvornimi celicami izvedli veliko raziskav, ki jih je zaradi etičnih pomislekov na človeških celicah sporno izvajati. Rezultate so znanstveniki predstavili na srečanju Ameriškega združenja za celično biologijo, ki poteka te dni v Washingtonu. (New Scientist) (8.12.)
• Univerzitetno Prešernovo nagrado so letos prvič, odkar poteka študij biokemije pri nas, podelili dvema našima študentoma. Simon Koren je dobil nagrado za diplomsko delo, v katerem je optimiziral metodo za določanje prionskega proteina v človeški krvi, Marko Novinec pa za diplomsko delo, v katerem je pripravil rekombinantni protein SMOC-1 in njegovi tiroglobulinski domeni.
  Fakultetno Prešernovo nagrado so od biokemikov dobile Petra Draškovič, Lidija Kovačič, Nina Mohorko in Kristina Žumer, prizananja kot najboljši v preteklem študijskem letu (razen Prešernovih nagrajencev) pa Saša Kenig (za 4. letnik), Miha Kosmač (3. letnik), Ajasja Ljubetič (2. letnik) in Vita Majce (1. letnik). (Reportaža na straneh FKKT)
• Vse do danes ni bilo jasno, kaj povzoča sive lase, vsaj na molekularni ravni ne. V spletni izdaji revije Science pa je 23. 12. izšel članek, v katerem poročajo, da so na mišjem modelu uspeli ugotoviti, kaj se dogaja v lasnem mešičku, da se las ne obarva več. Rezultate so potrdili tudi s preučevanjem lasnih mešičkov pri ljudeh. Problem nastane zaradi okvar v izvornih celicah, ki bi se morale razvite v melanocite. Proces je hitrejši, če pride še do pomanjkanja Bcl2, kar povzroči apoptozo teh celic, odrasle melanocite pa v mešičku sivega lasu najdemo na mestih, kjer lasu ne morejo pigmentirati. Odkrili so tudi, da pri regulaciji zorenja izvornih celic sodeluje transkripcijski faktor MITF. (EurekAlert) (24.12.)

obnovljeno 14. marca 2005 // urednik