docCzy wkrótce będziemy gronkowcooporni?,Testowanie poziomu
download 
Reklamacja Transkrypt
Czy wkrótce będziemy gronkowcooporni?,Testowanie poziomu
Nowa szczepionka przeciw krztuścowi – koniec I fazy badań klinicznych! Ponieważ dostępne aktualnie, acellularne oraz całokomórkowe szczepionki przeciw krzuścowi nie spełniają w pełni swojej roli, trwają badania nad opracowaniem nowych, skutecznych rozwiązań, służących ochronie najmłodszych. Europejski program badawczy CHILD-INNOVAC ocenia wyniki I fazy badań klinicznych donosowej szczepionki BPZE1 jako obiecujące. Ponieważ wiele badań wskazuje na fakt, iż naturalne zakażenie pałeczką krztuśca wywołuje silną odpowiedź immunologiczną organizmu, wydaje się, że najlepszym sposobem uzyskania ochrony przed Bordetella pertussis u małych dzieci jest infekcja. Stąd też skonstruowano szczepionkę BPZE1, aby upozorować naturalną infekcję bez wywołania choroby. BPZE1 jest to szczepionka żywa odzjadliwiona, która zawiera genetycznie zmodyfikowany szczep Bordetella pertussis, uzyskany poprzez wyeliminowanie 3 toksyn żywego szczepu: za pomocą metod genetycznych usunięto toksynę dermonekrotyczną oraz cytotoksynę tchawiczą, natomiast toksynę krztuścową genetycznie detoksyfikowano poprzez 2 mutacje, nie zmieniające jednak jej właściwości immunogennych. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Badania kliniczne przeprowadzono w Szwecji, na młodych mężczyznach, z wykorzystaniem podwójnej ślepej i placebo. Osobom badanym podano do każdego nozdrza 10^ 3 , 10^ 5 lub 10^ 7 jednostek tworzących kolonie w kroplach. Odpowiedź immunologiczna została oceniona po 6 miesiącach, natomiast kolonizacja nosogardła po 4 tygodniach od podania specyfiku. Głównym celem I fazy badań było określenie możliwych objawów ubocznych szczepionki. Uzyskane rezultaty pozwalają na stwierdzenie, że BPZE1 może być bezpiecznie stosowana u zdrowych dorosłych. Jest także w stanie przejściowo skolonizować nosogardło oraz aktywować odpowiedź immunologiczną organizmu do wytwarzania IgG u wszystkich skolonizowanych osób. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Dalsze próby kliniczne dążą ku ustaleniu optymalnej dawki BPZE1. Niezbędne są również badania w młodszych grupach wiekowych. ** Krztusiec często jest błędnie traktowany jako dawno ‘zapomniana’ choroba. Dotyka on dziesiątek tysięcy osób, zabijając rocznie 300 tysięcy dzieci na całym świecie. Projekt CHILD-INNOVAC skupia się na zwalczeniu zagrożeń mikrobiologicznych układu oddechowego u dzieci: Bordetella pertussis oraz RSV (ang. respiratory syncytuial virus; wywołuje zapalenie oskrzelików u dzieci). Piśmiennictwo: Thorstensson R. Trollfors B., Al-Tawil N. et al. A Phase I Clinical Study of a Live Attenuated Bordetella pertussis Vaccine – BPZE1; A Single Centre, Double-Blind, Placebo-Controlled, Dose-Escalating Study of BPZE1 Given Intranasally to Healthy Adult Male Volunteers. PLOS ONE, 8 Jan 2014. Uszkodzony gen cukrzycy typu 2 przyczyną Naukowcy z Uniwersytetu Illinois w Chicago odkryli mutację odpowiadającą za hiperglikemię na czczo – jeden z głównych objawów cukrzycy typu 2. Kierownik mikrobiologii i immunologii na UIC, profesor Bellur S. Prabhakar udowodnił w swojej pracy, że uszkodzenie genu MADD przyczynia się do nieprawidłowego wydzielania insuliny z komórek beta trzustki. Na cukrzycę typu 2 choruje około 8% Amerykanów i ponad 266 mln ludzi na całym świecie. U zdrowych osób utrzymuje się stan równowagi między uwalnianiem insuliny z komórek beta trzustki, a poziomem glukozy we krwi. Jednak u osób z cukrzycą poziom cukru we krwi jest zbyt wysoki z powodu niewystarczającej ilości uwalnianej insuliny lub z powodu insulinooporności. Wcześniej zespół profesora Prabhakara pracował nad wyizolowaniem genów z ludzkich komórek beta trzustki, w tym genu MADD. Przebadanie zmienności genetycznej wśród tysięcy Europejczyków i Chińczyków pozwoliło na dostrzeżenie silnego związku pomiędzy mutacją w obrębie genu MADD a cukrzycą typu 2. Dla naukowców nie było jasne w jaki sposób mutacja w genie MADD przyczynia się do hiperglikemii oraz czy w jej powstawanie są zaangażowane również inne geny. Aby zbadać rolę badanej mutacji w cukrzycy, stworzono szczep myszy, którym usunięto z komórek beta trzustki gen MADD. U wszystkich osobników pozbawionych genu MADD zaobserwowano podwyższony poziom glukozy we krwi. Komórki beta trzustki produkowały insulinę, ale nie wydzielały jej do krwioobiegu. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Odkrycie może być milowym krokiem w leczeniu cukrzycy typu 2. Naukowcy mają nadzieję na stworzenie leku, który umożliwiałby wydzielanie insuliny z uszkodzonych komórek beta trzustki. Piśmiennictwo: 1. Parmet S. Loss of function of a single gene linked to diabetes in mice. University of Illinois at Chicago, News Center, 3 Jan 2014. 2. Prabhakar S., Wang Y., Carr R. IG20/MADD Plays a Critical Role in GlucoseInduced Insulin Secretion. Diabetes, 30 Dec 2013. Parmet Doczekaliśmy się aktualizacji ludzkiego genomu Minęło już 12 lat od zakończenia Human Genome Project i od publikacji pierwszej „wersji” sekwencji nukleotydowej referencyjnego ludzkiego genomu. Od tego czasu stale wnoszone były poprawki, które korygowały błędy i wnosiły nowe informacje. Dzięki rozwojowi technik sekwencjonowania nowej generacji najnowsza, grudniowa poprawka w końcu przybliża nas do pełnego poznania naszego własnego DNA. Jeżeli korzystamy z zasobów NCBI, UCSC czy Ensembla, niekoniecznie jesteśmy świadomi tego, jak dynamicznie zmieniają się obecnie genomowe bazy danych. Pierwszy „build”, czyli złożona dzięki Human Genome Project sekwencja ludzkiego „genomu referencyjnego” opatrzona była numerem GRCh1. Jak donosi oficjalny blog National Center for Biotechnology Information, NCBI News, w Wigilię opublikowano nową, trzydziestą ósmą już aktualizację (GRCh38). Jest to pierwsze uaktualnienie sekwencji DNA ludzkiego od 2009 roku, można się więc było spodziewać sporych zmian. Istotnie – największym przełomem w nowej edycji genomu jest pierwsza reprezentacja sekwencji centromerowych- arcytrudnych w mapowaniu regionów genomu, złożonych z wielokrotnych powtórzeń kilkunukleotydowych. W poprzednich latach otrzymanie długiego, rzetelnego odczytu sekwenogramów z centromerów było praktycznie awykonalne. Obecnie stało się to możliwe, chociaż wciąż jest trudne. Jak donoszą bioinformatycy z NCBI, w nowej wersji genomu jest tez sporo poprawek. Poczyniono je w każdym z 24 chromosomów. Co więcej, obecnie nie mamy już pojedynczego genomu referencyjnego, ponieważ pewne regiony chromosomowe występują naturalnie w różnych wariantach, co należało uwzględnić w bazie danych i przeglądarkach genomowych. Dla wszystkich, którzy zajmują się genomiką, ważną informacją jest, że nowy „build” póki co nie został opisany („zaanotowany”) i że potrwa to jeszcze około dwóch tygodni. Na razie jest on dostępny w wersji „gołej” sekwencji pod numerem GCA_000001405.15 w bazie Asembly, oraz na serwerach FTP. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Radzimy zachować ostrożność podczas obróbki danych w oparciu o genom referencyjny w ciągu najbliższych tygodni – może się okazać, że po aktualizacji pewne wyniki analiz będą nieaktualne lub uzyskane rezultaty sprzeczne! Piśmiennictwo: 1. NCBI NEWS. New human genome assembly (GRCh38) released! 24 Dec 2013. 2. NCBI INSIGHTS. Introducing the New Human Genome Assembly: GRCh38. 24 Dec 2013. 3. Serwis BioIt Biotechnologia „zrób to sam” Przyzwyczailiśmy się, że naukę uprawiają naukowcy. Siwi, z obłąkańczym błyskiem w oku, zamknięci w supertajnych laboratoriach, a przecież dr Emmet Brown z „Powrotu do Przyszłości”, stanowiący archetyp naukowca w kulturze popularnej, zajmował się nauką w sposób chałupniczy. Okazuje się, że w dzisiejszych czasach możliwość osiągnięcia czegoś w nauce jest dostępna także dla tych, którzy nie posiadają ani gigantycznych nakładów inwestycyjnych, ani wykształcenia kierunkowego. Pracują w kuchni, w garażu czy też na jachcie. Tak naprawdę potrzebny jest tylko cel. 1. W poszukiwaniu terapii Poszukiwanie wiedzy o chorobie bliskiej osoby stanowi najwyższy cel. Pragnienie pomocy dziecku napędza wielu rodziców do samodzielnego zgłębiania wiedzy o biochemii i genetyce. Jeżeli nie słyszeliście o filmie „Olej Lorenza”, proponuję nadrobić zaległości. Jest to historia słynnej w latach osiemdziesiątych walki Michaeli i Augusta Odone o przedłużenie życia ich syna, chorego na rzadką demielinizacyjną chorobę neurodegeneracyjną — adenoleukodystrofię (ALD). Państwo Odone przez kilka lat studiowali jako biochemicy-samouki chorobę syna, by w końcu opracować najlepszą obecnie formę terapii tego schorzenia, dietę suplementowaną mieszaniną oleinianu i estru kwasu erukowego, zwaną do dziś „olejem Lorenza”. Podobną walkę przy użyciu dostępnych dziś narzędzi do analizy genomu prowadził niedawno Hugh Rienhoff, ojciec Beatrice, chorej na nietypowe zwiotczenie mięśniowe z cechami zwłóknienia chrzęstnego. Ojciec, z wykształcenia biolog molekularny, przesekwencjonował genom córki i niczym śledczy na poddaszu swojego domu- powoli, własnoręcznie, analizował sekwenogramy. Zawężał krąg genów podejrzanych o spowodowanie choroby, aż w końcu udało mu się namierzyć szlak sygnalizacji TGF-beta i „złapać” mutację odpowiedzialną za chorobę córki. Podobne badania, prowadzone przez zdeterminowanych członków rodzin chorych, prowadzą do odkrywania nowych terapii, pomagających kolejnym cierpiącym dzieciom. 2. W poszukiwaniu korzeni Coraz więcej firm na Zachodzie oferuje usługi, polegające na śledzeniu pochodzenia osobnika na podstawie sekwencji jego genomu. Sekwencjonowanie tanieje (obecnie kosztuje około 4-5 tysięcy dolarów za genom), sporo Amerykanów może sobie więc na to pozwolić. Co więcej, może też spróbować samodzielnie zanalizować swoje drzewo genealogiczne, bo istnieje już cała społeczność skoncentrowana na przykład wokół blogu Dodecad, która konstruuje i dopracowuje narzędzia, umożliwiające takie analizy. Może i Wasi praprapradziadkowie byli Żydami Aszkenazyjskimi? A może macie dawno już niewidoczne fenotypowo naleciałości polinezyjskie lub południowo-afrykańskie? By się o tym przekonać potrzebna jest sekwencja genomu, odrobina know-how i komputer osobisty z dostępem do sieci. 3. W poszukiwaniu rozrywki i samorealizacji Chałupnicze uprawianie biologii molekularnej przypomina w dzisiejszym kształcie pierwsze ruchy hakerskie XX wieku. Pojawiło się zupełnie nowe narzędzie, które można zastosować poza jednostkami uniwersyteckimi, a które oferuje nie znane wcześniej możliwości eksploracji świata. Tak jak hakerzy zmienili akademicką sieć ethernet w globalną sieć www, tak DIYbio (ruch którego nazwę można po polsku tłumaczyć jako „biotechnologia zrób to sam”) zaczyna przekształcać nasz sposób postrzegania nauk o życiu. Stawianą za przykład działaczką ruchu DIYbio jest Kay Aull , która w swoim domu stworzyła najmniejsze laboratorium biologii molekularnej na świecie. To już nie jest praca in silico, ale pełnoprawny „mokry lab” — Kay kupiła na Ebay’u za niecałe 60 dolarów termocykler, zainstalowała go w schowku we własnej sypialni (!) i prowadzi tam eksperymenty z zastosowaniem transformowanych bakterii E. coli. Robi to hobbystycznie, wierząc że wiekopomnych odkryć może dokonywać każdy. Nowe horyzonty otwierają się także przed tymi, którzy w sieci czerpią frajdę z gier logicznych. Bez znajomości zaawansowanej chemii organicznej mogą oni na przykład przyłączyć się do projektu EteRNA, czyli badań nad modelowaniem struktur RNA, a nawet uczestniczyć w zawodach, w których stworzone in silico przez partycypantów teoretyczne modele cząsteczek są testowane przez naukowców in vitro! Inne narzędzie, Phylo, w którym gracz dopasowuje do siebie fragmenty sekwencji genomu różnych organizmów, służy szkoleniu algorytmów filogenetycznych, wprowadzając innowacje w genomikę strukturalną. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Narzekacie, że biotechnologia w Polsce się nie rozwija? Nie macie pomysłu na pracę po studiach? Może zamiast bezskutecznie szukać praktyk, spróbujecie rozwijać kreatywność i biologię molekularną nie ruszając się z domu? Jest szansa, że przyniesie to nieoczekiwane, innowacyjne (oraz korzystne finansowo) efekty! Piśmiennictwo: Callaway E. The rise of the genome bloggers. Nature, 2010; 468, 880-881. Maher B. Personal genomics: His daughter’s DNA. Nature, 2007; 449, 773-776. Ricks D. Dawn of the BioHackers. Discover Magazine, 2011; 5 October. Czy wkrótce gronkowcooporni? będziemy Zespół badawczy z Universytetu Iowa opracował szczepionkę przeciw gronkowcowi złocistemu – Staphylococcus aureus, który powoduje wiele infekcji takich jak zakażenia skóry, wsierdzia, płuc, sepsa. Badaniami kierował profesor Patrick Schlievert. Podczas wcześniejszych prac odkrył on, że niektóre toksyny gronkowcowe są odpowiedzialne za bardzo poważne objawy infekcji gronkowcowej takie jak wysoka gorączka, niskie ciśnienie krwi czy szok toksyczny. Opierając się na wcześniej uzyskanej wiedzy, badacze skonstruowali szczepionkę będącą kombinacją superantygenów (toksyna wstrząsu toksycznego 1, enterotoksyna B, C oraz białko podobne do enterotoksyny X) i cytolizyn (toksyny α, β i γ). W doświadczeniu wykorzystano króliki, które aktywnie zaszczepiono przy użyciu antygenów powierzchniowych bakterii lub pasywnie zimmunizowano w/w mieszaniną toksyn, a następnie zakażono szczepami metycylino-wrażliwymi i metycylino-opornymi Staphylococcus aureus przez wstrzyknięcie ich do płuc zwierząt. Okazało się, że pasywna immunizacja, związana z wytwarzaniem przeciwciał odpornościowych, była niezwykle skutecznym mechanizmem obronnym. Zwierzęta przeżyły i były chronione nawet przy zastosowaniu wysokich dawek badanych szczepów gronkowców. Natomiast szczepienie przeciw antygenom powierzchniowym zwiększyło ciężkość przebiegu zakażenia. Wcześniejsze próby uzyskania szczepionki przeciw Staphylococcus aureus skierowane były ku białkom powierzchniowym komórki bakteryjnej i okazały się nieskuteczne. Badania prof Schlievert’a rzucają nowe światło na prewencję zakażeń gronkowcowych. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Piśmiennictwo: Spaulding AR., Salgado-Pabón W., Merriman JA. et al. Vaccination Against Staphylococcus aureus Pneumonia. J Infect Dis., Dostęp: 19 Dec 2013. Testowanie poziomu cholesterolu na smartfonie Od czasu do czasu słychać o nowym ‘domowym’, a tym samym prostym w wykonaniu teście, na poziom różnych składników krwi. Pojawiają się kolejne próby opracowania szybkich metod badań, które pacjent mógłby zrobić sam. Niestety przeważnie wymagają one dosyć kosztownych urządzeń odczytujących wyniki lub też obsługa tych urządzeń jest skomplikowana. Naukowcy z USA, wychodząc naprzeciw potrzebom społeczeństwa, opracowali urządzenie zewnętrzne (smartCARD accessory) kompatybilne ze smartfonem oraz nieskomplikowaną aplikację, pozwalającą na oznaczenie poziomu cholesterolu we krwi. Urządzenie, dzięki odpowiednim reakcjom chemicznym oraz wykorzystaniu innych technik, w ciągu 60 sekund określa stężenie cholesterolu całkowitego we krwi. SmartCARD jest umieszczony w okolicy lampy błyskowej telefonu komórkowego, co pozwala na rozpraszanie światła i wykorzystanie go w pracy urządzenia. Zainstalowana aplikacja analizuje odcień paska i wyświetla wyliczony poziom cholesterolu całkowitego. Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Naukowcy pracują nad przystosowaniem urządzenia nie tylko do pomiaru cholesterolu całkowitego, ale i poziomu LDL, HDL oraz trójglicerydów. Piśmiennictwo: Oncescu V., Mancuso M., Erickson E. Cholesterol testing on a smartphone. Lab Chip, 2014, Advance Article. Available online 28 Nov 2013. Nowy gen związany z ryzykiem rozwoju Alzheimera Genetycy poznali już wiele częstych mutacji związanych z chorobą Alzheimera. Obecnie ich badania skierowane są na rzadkie mutacje, które mogą nawet być większym czynnikiem ryzyka rozwoju choroby. Zespół badawczy z Uniwersytetu Nottingham odkrył drugą rzadką mutację (pierwsza to mutacja w genie TREM3), silnie zwiększającą ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera. Badania wykazały, że pojawienie się rzadkich mutacji w genie PLD3 (ang. phospholipase D3; Val232Met) wiąże się ze wzrostem prawdopodobieństwa zachorowania na Alzheimera. Ekspresja PLD3 występuje w regionach mózgu silnie powiązanych z chorobą (hipokamp i kora mózgu). U osób z chorobą Alzheimera zaobserwowano znacznie mniejszą ekspresję PLD3 w neuronach w porównaniu do grupy kontrolnej. PLD3 wpływa na przemiany białka prekursora β-amyloidu , co powoduje odkładanie się złogów amyloidu w postaci blaszek amyloidowych w korze mózgowej chorych. To sugeruje, że PLD3 może być rozważany jako potencjalny cel terapeutyczny. *** Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Według statystyk WHO demencja dotyka 35,6 miliona ludzi na całym świecie (rok 2010). Szacuje się, że do 2050 roku liczba ta ulegnie potrojeniu. Choroba Alzheimera jest jedną z najczęstszych form demencji (od 60 do 70% przypadków). Piśmiennictwo: 1. Cruchaga C., Karch CM., Jin SC. et al. Rare coding variants in the phospholipase D3 gene confer risk for Alzheimer’s disease. Nature, 2013, 11 Dec. 2. WHO. Dementia: A Public Health Priority. United Kingdom, 2012; WHO Press. Odkryto podłoże genetyczne nieketotycznej hiperglicynemii Istnieje szereg rzadko występujących chorób, o których jeszcze niewiele wiadomo. Kiedy ktoś w rodzinie zachoruje na takie schorzenie to często pojawiają się kłopoty diagnostyczne bądź terapeutyczne. Naukowcy wciąż pracują nad wyjaśnieniem etiologii problemów zdrowotnych oraz ustaleniem odpowiednich punktów uchwytu leków. Zespół badawczy pod kierownictwem doktora Johana Van Hove odkrył nowe fakty dotyczące jednej z rzadko występujących chorób – nieketonowej hiperglicynemii (ang. nonketotic hyperglycinemia, NKH). NKH występuje jako 1 przypadek na 60 tys. narodzin. NKH manifestuje się przede wszystkim objawami neurologicznymi. Związane jest to z zaburzeniami rozwoju mózgu oraz nieprawidłowym działaniem neuroprzekaźników. Pacjenci z wariantem NKH cechują się występowaniem nieketonowej hiperglicynemii oraz deficytu kompleksu enzymatycznego rozszczepiającego glicynę, ale bez obecnych mutacji genów AMT, GLDC lub GCSH. Profesor Van Hove przez 22 lata prowadził badania w tym kierunku. Objawy choroby są dobrze znane naukowcom, jednak nie wszystkie przypadki kliniczne są takie same. Jednym z 11 ‘niepasujących’ przypadków była dziewczynka z Kolorado, która dopiero po osiągnięciu 6 miesiąca życia zaczęła wykazywać stopniowe cechy wiotkości mięśni. W wieku 8 lat utraciła zdolność ruchu. Zmarła w wieku 11 lat. U niektórych pacjentów etiologia NKH jest prawdopodobnie związana z deficytem kofaktora liponianu. Zespół skupił się na genach zaangażowanych w syntezę kwasu liponowego oraz na klastrach żelazowo siarkowych. U pacjentów z wariantem NKH odkryto występowanie mutacji w genach kodujących syntazę liponianu (LIAS), BolA typie 3 (BOLA3) oraz genie glutaredoksyny 5 (GLRX5). Każda z mutacji wiąże się z pewnymi manifestacjami klinicznymi: – pacjenci z mutacją GLRX5 rozwijali się prawidłowo, a paraliż spastyczny, uszkodzenia rdzenia kręgowego oraz zanik nerwu wzrokowego pojawiał się w dzieciństwie – u pacjentów z mutacją BOLA3 po etapie prawidłowego rozwoju pojawiały się ostre objawy neurodegeneracyjne. Ponadto obserwowano leukodystrofię, kardiomiopatię i zanik nerwu wzrokowego – u pacjentów z mutacją LIAS objawy były różne, od łagodnej encefalopatii aż po zespół Leigh’a (podostra martwicza encefalomielopatia ) Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Określenie wariantu NKH może stać się elementem prognostycznym choroby oraz pozwolić na właściwe ukierunkowanie badań ku odkryciu nowego leku ułatwiającego egzystencję pacjentów z NKH. Piśmiennictwo: Baker PR., Friederich MW., Swanson MA. et al. Variant nonketotic hyperglycinemia is caused by mutations in LIAS, BOLA3 and the novel geneGLRX5. Brain, 2013. Czym jest biologia syntetyczna? Termin „biologia syntetyczna” został po raz pierwszy użyty w 1974 roku przez polskiego genetyka Wacława Szybalskiego. Od pewnego czasu używanie tego określenia jest bardzo modne w środowisku naukowym. Jednak definicja opisująca biologię syntetyczną jako połączenie biologii molekularnej i inżynierii w celu tworzenia sztucznych systemów biologicznych jest bardzo ogólna i zdaje się znaczyć dla każdego coś innego. Według artykułu opublikowanego w Nature Biotechnology większość obecnych badań biologii syntetycznej ciągle przypomina użycie konwencjonalnej inżynierii genetycznej z wysiłkami skoncentrowanymi na modyfikacji biochemicznych szlaków komórkowych. Biologia syntetyczna to jednak coś więcej niż bardziej zaawansowana biotechnologia. Dziedzina ta skupia się w dużej mierze na projektowaniu i syntetyzowaniu zmodyfikowanych organizmów, takich jak bakterie zdolne do produkcji farmaceutyków, biopaliw lub innych wyspecjalizowanych substancji chemicznych. Naukowcy zajmujący się tworzeniem nowego życia, a za takich należy uznać biologów syntetycznych, wykorzystują techniki sekwencjonowania genów, syntezy DNA oraz modelowania matematycznego. Metody komputerowe pozwalają projektować i symulować sztuczne systemy biologiczne. Istotną rolę pełnią także zaawansowane metody analizy komórkowej,stosowane w celu wykrycia zjawisk towarzyszących zmienionym szlakom bądź interakcjom. Bardzo często uwaga biologów syntetycznych skupia się na wykorzystaniu naturalnych systemów biologicznych lub ich uproszczonych analogów jako komponentów nowo tworzonych układów syntetycznych. Najlepszym na to przykładem jest „syntetyczna komórka” Craiga Ventera, o której doniesienia obiegły świat, wzbudzając zarówno zachwyty, jak i kontrowersje w wymiarze etycznym. Osiągnięcie Ventera to w istocie naturalna komórka Mycoplasma bacterium, do której wprowadzono syntetyczny genom, zmieniając w ten sposób jeden rodzaj bakterii w inny. Sztucznie stworzony chromosom to najdłuższy odcinek DNA, jaki udało się wyprodukować w warunkach laboratoryjnych (ponad 50 000 pz). Craig Venter, znany najbardziej dzięki swojej roli w sekwencjonowaniu ludzkiego genomu w ramach Human Genome Project (1990-2003), jest obecnie jednym z najbardziej wpływowych naukowców zajmujących się syntetycznym życiem. Agnieszka Gołąb Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Piśmiennictwo: Eisenstein M. Synthetic biology go ahead. Nature Biotechnology, 2011; 29: 92. „Ciche” zmiany w genomie jednak mają głos Niedawno w PLOS Genetics opublikowano ciekawe badanie, które dowodzi, że zmiany synonimiczne, tzw. „ciche” w genomie muszki owocowej wcale nie są bez znaczenia. Istnieje duża presja selekcyjna wobec konkretnych sekwencji nukleotydowych, nawet jeżeli ich zmiana nie pociąga za sobą zmiany sekwencji aminokwasów. Dzięki publikacji Lawrie i wsp. otrzymaliśmy twarde dowody, że nawet niewielkie zmiany SNP w intronach mogą mieć negatywne skutki selekcyjne dla organizmu. Okazuje się, że zmienność w obrębie SNP jest dużo mniejsza, niż przewidziano modelami statystycznymi. A to z kolei dowodzi na istnienia silnej presji selekcyjnej w kierunku jednego lub dwóch alleli w pozornie nic nie znaczących miejscach w genomie. Istnieją liczne teorie, które mogą tłumaczyć tę zależność: w sekwencji niekodującej zawarta jest informacja regulatorowa, miejsca wiązania czynników transkrypcyjnych, osłabiających bądź wzmagających zwinięcie chromatyny i innych, o których pewnie jeszcze nie wiemy. Również zmiany synonimiczne w sekwencji kodującej nie zawsze są neutralne- niektóre kodony mają znaczenie dla regulacji epigenetycznej oraz dla wydajności maszynerii transkrypcyjnej i splicingowej. Po prostu wciąż jeszcze za mało wiemy o złożonych działaniach w obrębie epigenomu, by móc przewidzieć wiele z tych interakcji. Wspomniana praca to dzieło sztuki jeśli wziąć pod uwagę zastosowane metody statystyczne, więc nie można jej nic zarzucić pod względem merytorycznym. Napisana jest co prawda językiem bardzo ciężkim w odbiorze dla niebioinformatyka, ale dostarcza dowodów, że nasze spojrzenie na genom i zmienność polimorficzną musi być szersze, jeżeli chcemy zrozumieć jej wpływ na funkcjonowanie organizmu. Marzena Pieronkiewicz Pierwszy raz żywa odzjadliwiona szczepionka, zaprojektowana do donosowego podania, jest badana na ludziach! Źródło: Wikimedia Commons, licencja CC0 Piśmiennictwo: Lawrie DS., Messer PW., Hershberg R. et al. Srong Purifying Selection at Synonymous Sites in D. melanogaster. PLoS Genet, 2013; 9, 5: e1003527
