Mysi zarodek, różnicując się wstępnie, jeszcze przed implantacją tworzy trzy pierwotne linie komórkowe - epiblast, prymitywną endodermę i trofoektodermę. Nie wiadomo jednak dokładnie, od którego momentu los komórek zostaje ostatecznie przypisany do wymienionych ścieżek rozwojowych. Zespół profesora Tarkowskiego badał tę kwestię, próbując hodowli pojedynczych blastomerów wyizolowanych z 16- i 32-komórkowych embrionów.

Kluczowy moment w rozwoju zarodka to wytworzenie z grudkowatej moruli pęcherzykowatego tworu- czyli blastuli- poprzez wydzielenie trofoektodermy (TE)- zewnętrznej warstwy komórek odpowiedzialnych za kontakt z tkankami macicy, wewnątrz której, w jednym z biegunów pęcherzyka kształtuje się wewnętrzna masa komórkowa budowana przez hipoblast (złożony z prymitywnej endodermy i tworzący później pęcherzyk żółtkowy o funkcjach odżywczych) wyściełający jamę pęcherzyka i leżący "dojamowo" epiblast, z którego docelowo powstanie płód. Te trzy warstwy charakteryzuje ekspresja specyficznych czynników transkrypcyjnych niezbędnych w procesie różnicowania. Za jeden z istotniejszych takich czynników powiązany z przekierowywaniem komórek do pełnienia funkcji trofoektodermy uważa się na przykład białko Cdx2, podczas gdy np. białko Oct4, obecne od początku na wszystkich komórkach embrionalnych stopniowo zanika wraz ich różnicowaniem, pozostając wpierw jedynie na wewnętrznej masie zarodka, a ostatecznie- tylko na epiblaście, warunkując jego dalszą plastyczność rozwojową. Dotychczasowe badania, choć wniosły wiele do wiedzy embriologicznej, nie wyjaśniły, od którego dokładnie momentu rozwoju przedimplantacyjnego blastomery mysiego zarodka można uznać za definitywnie zdeterminowane jako zewnętrzne (trofoektodermalne) lub wewnętrzne, a później- które spośród tych wewnętrznych stają się nieodwracalnie hipo-, a które- epiblastem. Jako że wstępna segregacja blastomerów na wewnętrzne i zewnętrzne pojawia się w stadium 16-komórkowym, ten właśnie etap naukowcy uznali za dobry moment do próby wydzielenia pojedynczych komórek celem zbadania ich potencjału.

Uważa się, że rozdzielone komórki 16- i 32-komórkowych zarodków nie są już totipotencjalne- nie rozwinie się już z nich w pełni samodzielnie mysz, zespół badawczy jednak podjął nieco zmodyfikowane zagadnienie:  czy komórki te nadal można uznać za pluripotencjalne- czy po wsparciu ich przez szkielet z odpowiednio spreparowanych komórek nośnikowych (odpowiednio przygotowane hodowlane tetraploidalne blastomery) będą takie wyizolowane blastomery w stanie uformować organizm dorosłej, funkcjonalnej myszy. Otóż okazało się, że jest to możliwe. Komórki pobrane z dowolnie zlokalizowanych obszarów blastuli zdołały się w warunkach eksperymentalnych zróżnicować w kierunku wszystkich trzech głównych linii rozwojowych.  Uzyskane myszy były genetycznie identyczne z użytymi wydzielonymi z pierwotnego zarodka blastomerami (po izolacji komórek z 16-komórkowych zarodków jedynie jeden spośród wyhodowanych osobników miał niewielką domieszkę genetyczną zastosowanych komórek nośnikowych), zdrowe i płodne; opisana metoda pozwoliła także wyhodować mioty bliźniacze i czworacze. Komórki embrionów po kolejnym (piątym) podziale miały już dużo mniejszy potencjał rozwojowy, jednak również udało się uzyskać pojedyncze żywe płody. Wydaje się, że od tego właśnie momentu (zarodek 32-komórkowy) można mówić o niemal całkowitej determinacji zróżnicowania komórek- tylko sporadycznie obserwuje się nadal komórki pluripotencjalne, które zdołałyby wytworzyć nowy organizm. Zdolność ta zanika ostatecznie w embrionie 64-komórkowym (w przypadku myszy jest to czas 4-4,5 dni od zapłodnienia).  Nieco później komórki wewnętrznej części blastocysty stopniowo tracą dowolność różnicowania się w struktury płodowe i pozapłodowe.

Źródło:
Andrzej K. Tarkowski, Aneta Suwińska, Renata Czołowska, Wacław Ożdżeński: Individual blastomeres of 16- and 32-cell mouse embryos are able to develop into foetuses and mice. Developmental Biology 348 (2010) 190-198.
Abstrakt

[Paulina Łopatniuk]

Perspektywa uzyskania roślin świecących w ciemnościach mocno działa na wyobraźnię zarówno naukowców, jak i laików. Podczas, gdy bakterie potrafią samodzielnie emitować światło, bioluminescencja u roślin jest zależna od dostarczania substratów z zewnątrz, często toksycznych i bardzo drogich.

Naukowcy postanowili sprawdzić, czy pozostałości mechanizmów ekspresji prokariotycznych genów pozwolą na uruchomienie operonu lux, dzięki któremu bakterie świecą. Chloroplasty powstały z bakterii, pochłoniętych przez przodków roślin.

Naukowcom udało się wyhodować dwie linie samodzielnie świecącego tytoniu szlachetnego, które nie wykazywały wykrywalnych zmian fenotypowych w rozwoju i morfogenezie. Dzięki temu doświadczeniu wiemy, że złożone ścieżki metaboliczne prokariotów można zrekonstruować w roślinnych chloroplastach.

Opracowanie: Zuzanna Niemier

Źródło: Krichevsky A, Meyers B, Vainstein A, Maliga P, Citovsky V (2010) Autoluminescent Plants. PLoS ONE 5(11): e15461. doi:10.1371/journal.pone.0015461

Ważki równoskrzydłe uczą się, w jaki sposób wybierać odpowiedniego samca, kiedy lokalnie współegzystują dwa gatunki ważki - takiego zdania są naukowcy z Uniwersytetu w Lund w Szwecji, którzy odkryli, że samica wyrzuci swoje jajka w razie parzenia się z samcem nieodpowiedniego gatunku, ponieważ parzenie się poza jej własnym gatunkiem obniża liczbę potomstwa. Zatem wybór samca nie jest jedynie sprawą genetycznego i instynktownego zachowania, jak zakładano w przypadku tak niewielkich i krótko żyjących stworzeń. Wyniki badań zostały niedawno opublikowane w czasopiśmie naukowym Evolution.

Profesor Erik Svensson z Wydziału Biologii wraz z kolegami zbadał dwa współistniejące gatunki ważki równoskrzydłej ("demoiselles"), które należą do rodzaju świtezianka. Zarówno ważki równoskrzydłe, jak i inne, lepiej znane gatunki ważek należą do rzędu Odonata. Naukowcy badali sposób, w jaki samice wybierają samców do parzenia się i odkryli, że samice zwracają baczną uwagę na wygląd partnera. Główną różnicą między dwoma gatunkami pod względem wyglądu jest ilość czerni na skrzydłach samca. "To fascynujące, że nawet małe owady mogą się nauczyć tego typu rzeczy" - mówi profesor Svensson.

Naukowcy badali zachowanie związane z parzeniem się ważek równoskrzydłych na kilku różnych stanowiskach na południu Szwecji. Na niektórych stanowiskach dwa gatunki występują równolegle i tam właśnie samice odrzucały samców innego gatunku. Na innych stanowiskach występował tylko jeden gatunek i kiedy samicom przedstawiano później samców innego gatunku w ramach eksperymentu w terenie, wykazywały one większe zainteresowanie tymi samcami.

Zdaniem naukowców samice na tych stanowiskach nie były najwyraźniej świadome przy pierwszym kontakcie, że samce pochodzą z nieodpowiedniego gatunku. "To interesujące, że samice na różnych stanowiskach zachowują się zdecydowanie odmiennie, pomimo faktu, że stanowiska te nie są od siebie odległe" - podkreśla profesor Svensson.

Zdaniem profesora, jeżeli wybór samca byłby zachowaniem uwarunkowanym genetycznie lub dziedzicznym, to różnice między stanowiskami nie powinny być tak istotne, ponieważ rozproszenie osobników i wynikający z tego przepływ genów między stanowiskami powinien wyeliminować silne różnice w parzeniu się.

Naukowcy przeprowadzili dodatkowe doświadczenia w terenie, aby sprawdzić, czy młode i seksualnie niedoświadczone samice nauczyły się rozpoznawać samców swojego gatunku. Samice ważki równoskrzydłej zaraz po wylęgu i niedoświadczone seksualnie były wychwytane w terenie i izolowane w klatkach, bez jakiegokolwiek kontaktu z samcami. Kiedy dziewicze samice spotykały po raz pierwszy samców z obydwu gatunków to wykazywały takie samo zainteresowanie obydwoma. W innym eksperymencie ponownie izolowano w klatkach samice po wylęgu, które jednak miały okazję zobaczyć przez chwilę samców swojego gatunku, ale bez fizycznego kontaktu z nimi. Kiedy następnie umożliwiono tym samicom fizyczny kontakt z samcami, to wykazywały one większe zainteresowanie własnym gatunkiem i ograniczone zaciekawienie samcami innego gatunku.

"Nasze doświadczenia wskazują wyraźnie, że wybór samca jest wyuczony, a nie jedynie uwarunkowany genetycznie" - podsumowuje profesor Svensson. Przyznaje jednakże, że jego zespół nie ma pewności co do "mechanizmów uczenia się, czy też tego, co dokładnie dzieje się w czasie zaledwie kilkugodzinnego uczenia się". Stwierdził, że "planuje dalsze doświadczenia w przyszłości, aby zbadać te mechanizmy".

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

coreless

Po raz pierwszy naukowcy odkryli planetę, która powstała w innej galaktyce. Odkrycie nowej planety, która wielkością jest zbliżona do Jowisza, rodzi pytania o powstawanie i przetrwanie planet oraz przynosi wskazówki dotyczące możliwego losu naszego Układu Słonecznego. Wyniki badań prowadzonych przez naukowców z Holandii i Niemiec zostały opublikowane w internetowym wydaniu magazynu Science.

Do tej pory astronomowie odkryli niemal 500 egzoplanet (tj. planet znajdujących się poza Układem Słonecznym). Nowo odkryta planeta orbituje wokół gwiazdy HIP 13044, która znajduje się w odległości około 2000 lat świetlnych w konstelacji Fornax (Gwiazdozbiór Pieca). Planeta o nazwie HIP 13044 b ma masę odpowiadającą 1,25 masy Jowisza. Została odkryta za pomocą metody prędkości radialnej, która mierzy niewielkie kołysanie gwiazdy spowodowane siłą grawitacyjną orbitującej planety.

Chociaż HIP 13044 b stanowi obecnie część Drogi Mlecznej, korzenie nowo odkrytej planety wydają się sięgać poza naszą galaktykę. Zarówno planeta, jak i jej gwiazda prawdopodobnie powstały w galaktyce karłowatej, która została pochłonięta przez Drogę Mleczną jakieś 6-9 miliardów lat temu. Zdaniem naukowców przypadki "galaktycznego kanibalizmu" nie są czymś niezwykłym, a pozostałości galaktyk tworzą tak zwane "strumienie gwiazd".

"To ekscytujące odkrycie" - komentuje Rainer Klement z Instytutu Astronomii im. Maxa Plancka (MPIA) w Niemczech. "Po raz pierwszy astronomowie odkryli układ planetarny w strumieniu gwiazd pochodzenia pozagalaktycznego. Z uwagi na ogromne odległości nie ma potwierdzonych odkryć planet w innych galaktykach, jednak dzięki tej kosmicznej fuzji pozagalaktyczna planeta znalazła się w zasięgu naszych możliwości obserwacyjnych."

Odkrycie planety HIP 13044 b rodzi pytania o procesy stojące za powstawaniem planet. Jej gwiazda zawiera wyjątkowo niskie stężenia jakichkolwiek pierwiastków cięższych od wodoru czy helu.

"To zagadka dla powszechnie przyjętego modelu powstawania planet: w jaki sposób gwiazda, która niemal nie zawiera ciężkich pierwiastków, mogła stworzyć planetę?" - zastanawia się naczelny autor artykułu, Johny Setiawan z MPIA. "Planety wokół takich gwiazd muszą prawdopodobnie powstawać w odmienny sposób."

Przetrwanie planety również jest dla astronomów w pewnym sensie rodzajem łamigłówki. Gwiazda HIP 13044 przeszła przez fazę czerwonego olbrzyma, w czasie której gwiazda schładza się i znacznie się powiększa. Planety wokół gwiazdy są często pochłaniane przez powiększającą się gwiazdę i rzeczywiście istnieją dowody na to, że gwiazda HIP 13044 mogła połknąć niektóre planety o mniejszych orbitach.

"Gwiazda obraca się stosunkowo szybko jak na gwiazdę na gałęzi horyzontalnej" - wyjaśnia dr Setiawan. "Według jednego z wyjaśnień HIP 13044 wchłonęła swoje wewnętrzne planety na etapie czerwonego olbrzyma, który odpowiada za szybsze obroty gwiazdy."

Chociaż planeta HIP 13044 b przetrwała etap czerwonego olbrzyma swojej gwiazdy, to w żadnym wypadku nie wyszła jeszcze na prostą. Obecnie gwiazda znajduje się na etapie uspokojenia, który może potrwać kilka milionów lat, lecz istnieje prawdopodobieństwo, że zacznie się ponownie rozszerzać na następnym etapie swojej ewolucji, być może planety.

Odkrycia są istotne z punktu widzenia przyszłości naszego Układu Słonecznego. "To odkrycie jest szczególnie intrygujące, kiedy rozważymy odległą przyszłość naszego układu planetarnego, ponieważ Słońce również ma stać się czerwonym olbrzymem za około pięć miliardów lat" - podkreśla dr Setiawan.

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

coreless

Wyniki nowych badań pokazują, że nietoperze są przekonane, iż wszystkie gładkie powierzchnie to woda, ponieważ bardziej polegają na swoim słuchu niż na jakichkolwiek innych zmysłach. Naukowcy z Instytutu Ornitologii im. Maxa Plancka w Niemczech odkryli, że z 15 gatunków nietoperzy wszystkie próbowały się napić z gładkich powierzchni, bazując na sposobie w jaki odbijają one sygnały echolokacyjne tych latających ssaków. Zwierzęta ignorowały sprzeczne informacje odbierane przez inne zmysły, takie jak wzrok, węch czy dotyk. Wyniki badań zostały niedawno zaprezentowane w czasopiśmie Nature Communications.

Woda jest jedyną występującą w naturze rozległą i gładką powierzchnią, a nietoperze polegają na tym, że dźwięki wytwarzane przez takie powierzchnie w odpowiedzi na wywołania echolokacyjne (wykorzystywanie dźwięków w ultra wysokiej częstotliwości do nawigacji) świadczą o bliskości wodopoju. Profesor Stefan Greif i dr Björn Siemers z Instytutu Ornitologii im. Maxa Plancka ustalili, że nietoperze są przekonane, iż wszystkie gładkie powierzchnie to woda, symulując powierzchnię wody w dużych wolierach poprzez umieszczenie tam gładkiej płyty z metalu, drewna lub tworzywa sztucznego. Naukowcy odkryli, że przy słabym, czerwonym oświetleniu nietoperze nabierały się i próbowały napić się z gładkiej płyty.

"Podkasaniec Schreibersa na przykład w ciągu 10 minut podejmował 100 prób napicia się z gładkiej płyty" - podkreśla profesor Greif. Co więcej trzy różne gatunki, a mianowicie nocek duży, nocek rudy i podkowiec duży, reagowały w ten sam sposób w przypadku wszystkich trzech materiałów. Jedynie w przypadku drewnianych płyt niektóre nietoperze podejmowały mniej prób napicia się z nich. Aby sprawdzić na ile to zachowanie jest rozpowszechnione, naukowcy przetestowali 11 innych gatunków i stwierdzili, że przynajmniej w przypadku nietoperzy owadożernych taka reakcja jest powszechna.

Dziwili się, że zwierzęta nie nauczyły się, że te sztuczne, akustyczne lustra nie są powierzchnią wody. Zaobserwowali nawet, że nietoperze przypadkowo lądowały na gładkiej płycie, podrywały się do lotu i po zatoczeniu kilku kółek ponownie podejmowały próby napicia się. Co więcej, nawet kiedy naukowcy ustawili płytę na stole ogrodowym, nietoperze przelatywały częściowo pod stołem a następnie próbowały się napić.

Profesor Greif i dr Siemers podsumowali, że skojarzenie gładkiej, poziomej powierzchni z wodą jest wbudowane w mózg nietoperzy, co powoduje, że w znacznym stopniu ignorują informacje z innych zmysłów. Powtórzyli swoje doświadczenie w ciemności, eliminując w ten sposób udział wzroku. Skutek? Liczba prób napicia się w ciągu 10 minut wzrosła ze 100 do 160. "Wydaje się zatem, że nietoperze łączą w całość i oceniają informacje sensoryczne, niemniej echolokacja dominuje nad wszystkimi pozostałymi" - wyjaśnia profesor Greif.

Aby sprawdzić, czy informacje akustyczne dotyczące wody są utrwalone w genach zwierząt, naukowcy powtórzyli doświadczenie z osobnikami młodocianymi, które nigdy nie widziały jeziora czy rzeki. Nielotne osobniki młodociane zostały schwytane w jaskini wraz z matkami i hodowane do momentu, w którym nauczyły się latać. Jak się okazało, również i te młode nietoperze podejmowały próby napicia się przy pierwszym w życiu kontakcie z gładką powierzchnią, sugerując że ich zachowanie nie jest wyuczone lecz wrodzone.

Naukowcy planują obecnie zbadać, czy nietoperze zachowują się podobnie w środowisku naturalnym, stawiając pytanie, czy - skoro nietoperze tak uparcie biorą poziome lustra za wodę - będą również próbować pić ze sztucznych powierzchni takich jak świetliki w dachach, dachy samochodów czy cieplarnie.

"Sądzimy, że nietoperze w środowisku naturalnym mają inne możliwości" - mówi profesor Greif. "Wykazują się dużym przywiązaniem do stanowiska i prawdopodobnie mają już swoje ustalone wodopoje - i jak sugeruje naukowiec - być może wypróbowują nowe powierzchnie, ale w końcu idą dalej." Niemniej zgodził się, że potrzebne będą dalsze badania, aby ocenić występowanie, zakres i potencjalne konsekwencje ekologiczne takiego scenariusza.

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Naukowcy przenieśli peleryny-niewidki w czwarty wymiar poprzez stworzenie eksperymentalnego projektu peleryny, która ukrywa zdarzenia, zamiast obiektów. W artykule opublikowanym w czasopiśmie Journal of Optics wyjaśniają, że ich "peleryna czasoprzestrzeni", czy też "edytor historii", może okazać się przydatna w przetwarzaniu sygnału i informatyce. Może nawet zostać wykorzystana do stwarzania iluzji transportera Star Trek, w którym obiekty znikają w jednym miejscu, aby pojawić się od razu gdzie indziej - snują swoje przypuszczenia naukowcy.

Nowatorski projekt opiera się na metamateriałach, które można skonstruować w taki sposób, aby zniekształcały światło lub fale dźwiękowe. Naukowcy już stworzyli peleryny-niewidki, które mogą zakrzywiać światło wokół obiektów, skutecznie zapewniając im niewidoczność. Peleryna czasoprzestrzeni opisana w tym raporcie z badań nie zakrzywia światła w przestrzeni, lecz zmienia prędkość z jaką porusza się ono przez materiał, tak aby rozszczepiało się na pół, tworząc swego rodzaju korytarz niewidzialności.

"Światło zwykle spowalnia przy wejściu do materiału, aczkolwiek teoretycznie istnieje możliwość manipulacji promieniami świetlnymi w taki sposób, aby niektóre części przyspieszyć, a inne spowolnić" - twierdzi naczelny autor artykułu, profesor Martin McCall z Imperial College w Londynie, Wlk. Brytania.

Kiedy wiązka światła uderza w pelerynę, czołowa część wiązki przyspiesza a jej tylny segment zwalnia. To powoduje powstanie szczeliny w świetle, a zdarzenie, które ma miejsce w szczelinie nie jest oświetlone, zatem jest niewidoczne dla obserwatora. Szczelinę można zamknąć spowalniając czołowy segment światła i przyspieszając tylny. Osoba obserwująca promienie światła zobaczy po prostu ciągłą wiązkę światła.

Peleryna czasoprzestrzeni "różni się od zwykłych urządzeń zasłaniających, ponieważ nie próbuje zmieniać kierunku światła wokół obiektu" - wyjaśnia Alberto Favaro z Imperial College w Londynie. "Zamiast tego rozdziela promienie światła w czasie, jakby odsłaniając kurtynę teatralną - tworząc w ten sposób korytarz czasowy, w którym można manipulować energią, informacjami i materią lub transportować je w sposób niezauważony."

Favaro przytacza trafną analogię z samochodami poruszającymi się po zatłoczonej drodze. "Wyobraźmy sobie, że dane informatyczne poruszające się w kanale są podobne do zatłoczonej autostrady" - mówi. "Aby stworzyć przejście dla pieszych bez przerywania ruchu, trzeba spowolnić samochody, które nie dotarły do skrzyżowania i przyspieszyć te na skrzyżowaniu lub za nim, dzięki czemu powstaje w środku szczelina dla pieszych, którzy mogą przejść."

Kiedy tylko pieszy przejdzie przez drogę, samochody z przodu nieco spowalniają, podczas gdy te z tyłu przyspieszają, aby zamknąć szczelinę. "Tymczasem znajdujący się dalej obserwator zobaczy jedynie nieprzerwany strumień poruszających się pojazdów" - dodaje Favaro.

Urządzenie ma wiele możliwych zastosowań, zwłaszcza w przetwarzaniu sygnału i informatyce. Na przykład, można przerwać jeden kanał danych, aby przeprowadzić priorytetowe obliczenia na kanale równoległym w czasie działania peleryny. Z kolei zewnętrznym częściom układu będzie się wydawać, że pierwotny kanał w ogóle nie przerwał działania, dzięki czemu stwarza się system "przerywania-bez-przerywania."

Kolejny nowatorski pomysł wykorzystuje szczelinę czy też korytarz w świetle w inny sposób. "Jeżeli ktoś porusza się po korytarzu, to obserwatorowi z oddali wyda się, jakby przemieszczał się momentalnie, stwarzając iluzję transportera Star-Trek" - zauważa profesor McCall. "Zatem teoretycznie ta osoba może być w stanie zrobić coś, co nie zostanie dostrzeżone!"

Zespół podaje przykład kasiarza, który wchodzi do skarbca, otwiera sejf, zabiera jego zawartość, zamyka drzwi i wychodzi, podczas gdy pobliska kamera nadal transmituje obraz zamkniętego sejfu.

"Mimo iż brzmi to jak fantastyka naukowa, badania nad metamateriałami w ostatniej dekadzie nauczyły nas, że w pewnych granicach takie spekulacje nie są fantastyką" - piszą naukowcy. "Pokazujemy tutaj, w jaki sposób można osiągnąć magię edytowania historii poprzez wprowadzenie koncepcji peleryny czasoprzestrzeni."

W podsumowaniu czytamy: "Jesteśmy przekonani, że istnieje wiele innych możliwości, które pojawiły się dzięki wprowadzeniu naszej koncepcji peleryny czasoprzestrzeni. Choć mówi się o kamerze, że nigdy nie kłamie, to jednak nie zawsze rejestruje całą prawdę."

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Wyniki międzynarodowych badań pokazują, że neandertalskie maluchy dorastały znacznie szybciej niż współczesne dzieci. Naukowcy są przekonani, że dzieci neandertalskie szybciej osiągały dojrzałość, ponieważ musiały walczyć o przetrwanie w bardziej ryzykownych warunkach, podczas gdy ich najbliżsi kuzyni dorastali wolniej, ale cieszyli się dłuższym życiem. Odkrycia zostały zaprezentowane w czasopiśmie Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Zespół naukowców z Uniwersytetu Harvarda w USA, Instytutu Antropologii Ewolucyjnej im. Maxa Plancka (MPI-EVA) w Niemczech i Europejskiego Ośrodka Synchrotronu Atomowego (ESRF) we Francji, wykorzystał zaawansowane narzędzia, a konkretnie nowy "supermikroskop" i zaawansowaną technikę rentgenowską, do zbadania zębów 11 skamielin neandertalczyków i pierwszych ludzi, w tym pierwszej skamieliny hominina odkrytej w Belgii w latach 1829-30. Zaawansowane testy wykazały, że ten osobnik płci żeńskiej miał w momencie śmierci zaledwie trzy lata, a nie jak początkowo sądzono cztery czy pięć.

Odkrycia dokonane w ramach ostatnich badań sugerują, że nasz charakterystycznie wolny rozwój i długie dzieciństwo to nowe zjawiska będące wyłączną cechą naszego gatunku. Naukowcy zauważają, że ta różnica mogła zapewnić pierwszym ludziom ewolucyjną przewagę nad neandertalczykami, który wyginęli około 28.000 lat temu.

"Te nowe metody stwarzają wyjątkową okazję do oceny źródeł z gruntu ludzkiej cechy - kosztownej jednak korzystnej zmiany z prymitywnej strategii szybkiego życia i umierania młodo na strategię powolnego życia i umierania staro, która przyczyniła się do uczynienia z ludzi jednego z najbardziej udanych organizmów na naszej planecie" - wyjaśnia profesor Tanya Smith z Wydziału Ewolucyjnej Biologii Człowieka Uniwersytetu Harvarda, naczelna autorka raportu z badań.

Dzięki powolnemu rozwojowi i dorastaniu współcześni ludzie prawdopodobnie zapewnili sobie większą zdolność uczenia się i złożone umiejętności kognitywne. To prawdopodobnie dało Homo sapiens przewagę nad neandertalczykami.

Wypowiadając się na temat zębów, które dają wgląd w ogólny rozwój, profesor Smith stwierdziła: "Zęby są niezwykłymi rejestratorami czasu, utrwalając każdy dzień rozwoju podobnie jak słoje pokazują roczny przyrost." Liczenie linii w zębach być może nie jest nową metodą, ale wykonywanie tego "wirtualnie" za pomocą synchrotronowej mikrotomografii komputerowej już nią jest - zauważa.

"Jeszcze większe wrażenie robi fakt, że nasze pierwsze trzonowce zawierają malutkie 'świadectwo urodzenia' i znalezienie tej linii urodzenia umożliwia naukowcom obliczenie dokładnego wieku młodocianego osobnika w chwili zgonu" - komentuje profesor Smith, dodając że neandertalskie dzieci wydają się wykazywać oznaki ogromnego obciążenia stresem.

Odkrycia pokazują również, że inne naczelne dojrzewają szybciej, mają krótszą ciążę, są młodsze przy pierwszej reprodukcji i żyją krócej niż współcześni ludzie. Przykładem są samice małp człekokształtnych - szympansy średnio rodzą swoje pierwsze potomstwo w wieku 13 lat, podczas gdy ludzie w wieku 19 lat.

"Nie ma sensu przedłużać dzieciństwa, jeżeli nie ma pewności dożycia sędziwego wieku" - zauważa profesor Smith.

Naukowcy muszą jeszcze określić moment, w którym nastąpiła zmiana biegu życia po naszym ewolucyjnym oddzieleniu się około 7 milionów lat temu od pozostałych naczelnych. Zespół odkrył, że zęby neandertalskich maluchów rosły znacznie szybciej w porównaniu do naszego gatunku, nie wyłączając nawet niektórych z pierwszych grup współczesnych ludzi, które opuściły Afrykę niemal 100.000 lat temu.

Należy zauważyć, że to zaledwie jedno z wielu badań, które rzuca światło na istniejące, choć subtelne, różnice rozwojowe między nami a naszymi neandertalskimi kuzynami. Co więcej niedawno przeprowadzone sekwencjonowanie genomu neandertalczyka przyniosło kluczowe wskazówki genetyczne na temat różnic w rozwoju czaszkowym i szkieletowym między nami a neandertalczykami.

Swój wkład w badania wnieśli eksperci z innych instytucji niemieckich i amerykańskich, jak również z ośrodków w Belgii, Chorwacji, Francji i Wlk. Brytanii.

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Tycho Brahe jest powszechnie uznawany za pioniera współczesnej astronomii, a jego skrupulatne obserwacje nieba zrewolucjonizowały naszą wiedzę o wszechświecie. Był również arystokratą, który poślubił plebejuszkę i nosił srebrną protezę nosa, po tym jak jego prawdziwy nos został odcięty w czasie pojedynku rzekomo o to, kto jest najlepszym matematykiem. Zmarł w czeskiej Pradze w 1601 r. w wieku 54 lat i został pochowany w praskiej katedrze Tyn.

Ostatnio czesko-duński zespół naukowców przeprowadził ekshumację ciała Tycho Brahe'a podejmując próbę lepszego poznania zarówno jego życia, jak i powodu śmierci, którą przypisuje się zatruciu rtęcią. Nie po raz pierwszy zakłócany jest spoczynek szczątków astronoma, bowiem pierwsza ekshumacja miała miejsce w 1901 r.

"Przy okazji ostatniego otwarcia grobu w 1901 r. sporządzono jedynie fizyczny opis szczątków. To ponad 100-letnie podsumowanie zostanie teraz uzupełnione o serię analiz wykonanych za pomocą nowoczesnej technologii umożliwiającej nam zastosowanie zróżnicowanych i często skomplikowanych metod" - wyjaśnia profesor Jens Vellev z Uniwersytetu w Aarhus, Dania.

Profesor Vellev kieruje grupą archeologów, antropologów medycznych, lekarzy, chemików, konserwatorów tkanin i antykwariuszy. Wspólnie zespół przeprowadza różnorodne testy na ciele Brahe'a, w tym skanowanie CT (tomografię komputerową), testy DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) oraz analizę PIXE (emisja promieniowania X wzbudzanego cząstkami). Zespół jest również zainteresowany wzorzystym, jedwabnym garniturem Brahe'a. "Mamy nadzieję, że zachowało się wystarczająco wiele fragmentów w grobowcu, aby umożliwić nam odtworzenie całego stroju" - mówi profesor Vellev przed ekshumacją.

Astronom zostanie ponownie pochowany dnia 19 listopada w czasie ceremonii w katedrze. Naukowcy zamierzają ogłosić raport prezentujący ich odkrycia w 2011 r.

Tycho Brahe urodził się w arystokratycznej rodzinie w 1546 r. w Scanii, która była wówczas częścią Danii, a obecnie jest prowincją Szwecji. Podjął studia retoryki i filozofii na Uniwersytecie Kopenhaskim w wieku zaledwie 13 lat. Kilka lat później, w czasie studiów w Lipsku w Niemczech, rozpoczął karierę astronoma i szybko zauważył, że istniejące obserwacje nieba są dosyć nieścisłe. Zabrał się zatem do opracowywania własnych metod i instrumentów, aby prowadzić dokładniejsze obserwacje położenia ciał niebieskich.

W 1570 r. wrócił do Scanii. W owym czasie uważano, że wszechświat się nie zmienia. Obserwacje nowej gwiazdy w konstelacji Kasjopei, jakie przeprowadził Brahe w 1572 r., wymusiły zrewidowanie tego poglądu. Książka pt. "De Stella Nova", która szczegółowo opisywała owe obserwacje, przyniosła mu sławę i propozycje pracy z całej Europy. Jednakże król duński przekonał go do pozostania w Danii.

Tymczasem obserwacje Brahe'a ujawniły również, że komety znajdują się dalej od Ziemi niż Księżyc, a jego dane umożliwiły później Johannesowi Keplerowi teoretyczne rozważania o tym, że orbity planet mogą być eliptyczne, a nie jak zakładano okrągłe.

W 1599 r. astronom przeniósł się do Pragi w Czechach, gdzie znajdował się dwór króla Rudolfa II, wielkiego mecenasa sztuki i nauki. Rok później dołączył do niego Johannes Kepler, co uczyniło z Pragi wiodący ośrodek astronomii.

W październiku 1601 r. Brahe zaniemógł po bankiecie, prawdopodobnie z powodu zakażenia pęcherza moczowego. Zmarł 24 października i został pochowany w katedrze Tyn. Przyczyna jego śmierci stała się na przestrzeni lat źródłem wielu spekulacji. Analizy jego włosów wykazały wysokie stężenia rtęci. Niemniej nie ma pewności czy astronom został otruty, czy też rozmyślnie zażywał leki zawierające rtęć, aby wyleczyć zakażenie. Według innej teorii był narażony na działanie rtęci w czasie niezliczonych doświadczeń chemicznych.

Zdaniem profesora Finna Olesena z Uniwersytetu w Aarhus znaczenie Tycho Brahe'a dla nauki nie pozostawia cienia wątpliwości. Jak pisze: "Jako naukowiec postrzegam Tycho Brahe'a jako osobę, która wniosła kluczowy wkład w rozkwit wiedzy naukowej i badań w epoce Renesansu, a także ważną postać w punkcie zwrotnym przejścia od poglądów z czasów antycznych do współczesnego rozumienia kosmologii i przyrody."

"Otwarcie grobu będzie mieć dla mnie szczególne znaczenie jako przypomnienie spuścizny Tycho Brahe'a dla współczesności i jego roli jednego z najbardziej wybitnych Duńczyków w oryginalnych i inspirujących badaniach naukowych."

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS
Projekt otwarcia grobowca Tycho Brahe'a
Muzeum Tycho Brahe'a

Wyniki najnowszych badań wskazują, że ludzie dysponowali wyrafinowanym repertuarem technik wyrabiania narzędzi znacznie wcześniej niż dotąd sądzono. Badania zostały częściowo dofinansowane z projektu TRACSYMBOLS (Odnajdywanie śladów ewolucji zachowań manifestowanych symbolicznie w zmiennych środowiskach Europy i Afryki Południowej), który otrzymał grant Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla zaawansowanych naukowców w wysokości 2,5 mln EUR z budżetu Siódmego Programu Ramowego (7PR). Odkrycia zostały niedawno opublikowane w magazynie Science.

Naukowcy odkryli, że wymagające dużej zręczności i delikatności metody ostrzenia i obrabiania kamiennych artefaktów przez prehistorycznych ludzi pojawiły się co najmniej 75.000 lat temu, ponad 50.000 lat wcześniej niż dotychczas sądzono. Stwierdzili, że technika polegająca na obróbce przez naciskanie była stosowana w jaskini Blombos w Afryce Południowej w środkowej epoce kamienia przez współczesnych pod względem anatomicznym ludzi. Proces obejmował podgrzewanie konglomeratu krzemionkowego - ziaren kwarcu o spoiwie krzemionkowym - wykorzystywanego do wyrobu narzędzi. Przed tym odkryciem najwcześniejsze dowody na technikę obróbki przez naciskanie pochodziły z kultury solutrejskiej z okresu górnego paleolitu, rozwijającej się na terenie Francji i Hiszpanii przed mniej więcej 20.000 lat.

Technika obróbki przez naciskanie polegała na starannym obłupywaniu krawędzi narzędzi, które zostały wcześniej ukształtowane za pomocą uderzeń twardym młotkiem z kamienia a następnie delikatniejszych uderzeń młotkiem z drewna lub kości, poprzez dociskanie ostrza narzędzia wykonanego z kości bezpośrednio do kamiennego artefaktu. Dzięki tej technice ostrość, grubość i ogólny kształt dwustronnych narzędzi, takich jak groty włóczni czy kamienne noże były lepiej kontrolowane - zdaniem Paoli Villa, kuratora Muzeum Historii Naturalnej Uniwersytetu Colorado w USA i współautorki raportu z badań.

"Te odkrycia mają istotne znaczenie, gdyż pokazują, że współcześni ludzie w Afryce Południowej bardzo wcześnie dysponowali wyrafinowanym repertuarem technik wytwarzania narzędzi" - zauważa dr Villa. "Ta innowacja jest wyraźnym przykładem tendencji do wprowadzania nowych, funkcjonalnych pomysłów powszechnie postrzeganych jako symptomatyczne dla zaawansowanego czy też współczesnego zachowania" - dodaje.

"Korzystanie z techniki obróbki przez nacisk umożliwiło wytwórcom narzędzi lepszą kontrolę nad ostatecznym kształtem i grubością... co pozwalało na wytwarzanie węższych i ostrzejszych czubków narzędzi." Dwustronne ostrza, znane jako ostrza Stillbay, były prawdopodobnie grotami włóczni.

Za wyjątkiem obsydianu, jaspisu i wysokiej jakości krzemienia niewiele kamieni można poddać obróbce przez nacisk bez wcześniejszego podgrzania ich" - podkreśla dr Villa. Podczas gdy istnieją dowody na podgrzewanie konglomeratu o spoiwie krzemionkowym sprzed około 164.000 lat na stanowisku Pinnacle Point w Afryce Południowej, artefakty z jaskini Blombos są pierwszym wyraźnym dowodem na wymagającą zręczności technikę obróbki przez naciskanie w celu precyzyjnego nadawania kształtu, dopracowywania i doskonalenia narzędzi - wyjaśnia.

Istnieje kilka sposobów na stwierdzenie czy konglomerat o spoiwie krzemionkowym był poddawany obróbce cieplnej - mówi dr Villa. Archeologowie zastosowali na stanowisku Pinnacle Point w Afryce Południowej dwie popularne metody tj. termoluminescencję i archeomagnetyzm, które wymagają zniszczenia próbek narzędzi kamiennych, oraz technikę nieniszczącą zwaną analizą maksymalnego połysku.

Zespół pracujący nad artefaktem z jaskini Blombos wykorzystał metodę wizualną do analizy opartej na kontraście między ogrzewanymi i nieogrzewanymi powierzchniami narzędzi oglądanych pod mikroskopem przy małym powiększeniu. Podczas gdy usuwanie odłupków z nieogrzanego konglomeratu o spoiwie krzemionkowym pozostawia ślady o chropowatej i matowej teksturze, ślady na powierzchni konglomeratu o spoiwie krzemionkowym poddanym obróbce cieplnej mają gładki i błyszczący wygląd - mówi dr Villa.

"Obróbka przez naciskanie uzupełnia repertuar postępów technologicznych w okresie Stillbay i pomaga zdefiniować go jako czas, w którym nowatorskie pomysły były szybko wprowadzane" - napisali autorzy. "To elastyczne podejście do technologii mogło zapewnić przewagę grupom Homo sapiens, które migrowały z Afryki około 60.000 lat temu."

Wkład w badania wnieśli eksperci z Francji i Norwegii.

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Nasza wrażliwość na ból zależy w znacznym stopniu od komponentów genetycznych organizmu, niemniej informacja na temat faktycznych "genów bólu" i ich funkcji nie jest łatwo dostępna. Z problemem zmierzył się zespół naukowców badający powiązanie między bólem a zmiennością genów. Naukowcy odkryli, że niewielkie zmiany w pewnym genie przekładają się na różnice we wrażliwości ludzi na ostry i przewlekły ból. Badania, których wyniki zostały zaprezentowane w czasopiśmie Cell, zostały częściowo dofinansowane z grantu Europejskiej Rady ds. Badań Naukowych (ERBN) dla doświadczonych naukowców.

Zespół, którym współkierowali naukowcy z amerykańskiego Children's Hospital w Bostonie, odkrył gen w ramach poszukiwań genów bólu w całym genomie muszki owocówki. Zdaniem naukowców, potwierdzające badania na myszach również rzucają światło na sposób, w jaki ten gen kontroluje ból i wrażliwość.

Pogłębienie naszej wiedzy na temat genetycznych podstaw bólu umożliwi naukowcom skupienie się na opracowywaniu nowych środków przeciwbólowych do wykorzystania w leczeniu, identyfikacji czynników ryzyka przewlekłego bólu i udoskonalaniu procesu decyzyjnego w zakresie leczenia chirurgicznego pacjentów - zdaniem Clifforda Woolfa z Children's Hospital, starszego współautora raportu z badań.

Wyniki wcześniejszych badań bliźniąt wykazały, że wariancja wrażliwości na ból jest w około 50% dziedziczona. "Pośród wielu różnych rodzajów bólu geny wydają się odpowiadać za co najmniej połowę odczuwanego przez nas bólu" - wyjaśnia dr Woolf. "Geny wyposażają nas w niezwykłe i potężne narzędzie do poznawania sposobu powstawania bólu oraz zaangażowanych w to ścieżek funkcjonalnych i konkretnych białek."

Zdaniem naukowców nowy gen koduje część kanału wapniowego zwanego "alfa 2 delta 3". Kanały wapniowe to pory w błonie komórkowej umożliwiające przemieszczanie się jonów wapnia. Komórki nerwowe potrzebują tych kanałów do uruchomienia swojej pobudliwości elektrycznej.

Zespół przeprowadził genetyczne badania przesiewowe muszki owocówki pod kątem mutacji niemal 12.000 genów, w szczególności w komórkach nerwowych. Do wykonania zadania naukowcy wykorzystali technologię interferencji (RNAi) RNA (kwasu rybonukleinowego). Muszki z różnymi mutacjami były wystawiane na działanie szkodliwego gorąca, a zespół odnotowywał, które z nich nie były w stanie odlecieć. Naukowcy eliminowali następnie muszki z innymi powikłaniami, np. z niewydolnością wzroku, identyfikując muszki z mutacjami, które wydawały się być charakterystyczne dla bólu.

Odkryli niemal 600 kandydatów na geny bólu, ale do dalszej oceny wybrali gen alfa 2 delta 3. Fakt, że kanały wapniowe są znanym celem dostępnych obecnie rozmaitych środków przeciwbólowych pomógł podjąć decyzję.

Profesor Michael Costigan, również z Children's Hospital, wraz z kolegami określili rolę genu we wrażliwości człowieka na ból, oceniając cztery polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP), czy też jednoliterowe zmiany w kodzie DNA (kwasu dezoksyrybonukleinowego) w genie alfa 2 delta 3 lub w jego pobliżu u 189 ochotników wolnych od jakichkolwiek komplikacji zdrowotnych.

Na podstawie uzyskanych wyników powiązano pewne mniej powszechne SNP z niższą wrażliwością na ostry ból w ramach testu polegającego na poddawaniu seriom szkodliwych impulsów gorąca. Dalsze testy przeprowadzone na 169 pacjentach leczonych na ból powodowany wpuklającymi się dyskami kręgowymi wykazały, że pacjenci z tymi mniej powszechnymi SNP nie powinni cierpieć na nieustępujący, przewlekły ból.

Naukowcy zamierzają zbadać inne geny bólu zidentyfikowane w ramach badań przesiewowych muszki. Kluczowy wkład w badania wnieśli eksperci z Austrii i Niemiec.

Tymczasem ostatni "Raport dot. propozycji europejskiego konsensusu w sprawie bólu" (Pain Proposal European Consensus Report), który został przygotowany przez ekspertów i ustawodawców w Europie zwraca uwagę, że 21% Europejczyków cierpiących na przewlekły ból nie może pracować, a pośród pracujących 61% odczuwa wpływ bólu na swoje zatrudnienie. Raport wskazuje również, że przewlekły ból kosztuje Europę każdego roku niemal 218 mld EUR, z czego 90% obciążeń spada na pracodawców, rodziny i podatników.

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Wyniki ogólnoeuropejskiego sondażu wskazują na społeczne poparcie dla wprowadzanych w sposób odpowiedzialny innowacji w dziedzinie biologii i biotechnologii

Przeprowadzone ostatnio przez Eurobarometr badanie w sprawie biologii i biotechnologii wykazało, że Europejczycy są nastawieni pozytywnie do biotechnologii. 53 proc. respondentów jest przekonanych, że biotechnologia przyniesie korzystne zmiany w przyszłości, a tylko 20 proc. uważa, że będą to zmiany negatywne. Badanie ujawnia również poważne braki w wiedzy, wskazując tym samym, że konieczna jest jej popularyzacja w tej dziedzinie: większość respondentów nigdy nie słyszała o niektórych obszarach ujętych w badaniu, takich jak nanotechnologia (nigdy o niej nie słyszało 55 proc. respondentów), biobanki (67 proc.) oraz biologia syntetyczna (83 proc.), natomiast w odniesieniu do niektórych innych obszarów, takich jak żywność zmodyfikowana genetycznie, nadal przeważa nastawienie sceptyczne i nieufność. Przeprowadzone w lutym 2010 r. badanie Eurobarometru jest siódmym z kolei w tej serii, licząc od 1991 r., i opiera się na reprezentatywnych próbach z 32 państw europejskich.

Komisarz do spraw badań, innowacji i nauki, Máire Geoghegan-Quinn, podsumowuje: "To badanie przekazuje nam trzy ważne informacje. Po pierwsze, Europejczycy w większości są nastawieni dosyć pozytywnie do biotechnologii, chociaż do pewnych jej aspektów nadal odnoszą się nieufnie. Po drugie, wielu ludzi odczuwa brak podstawowych informacji na temat ważnych kwestii związanych z biotechnologią. Jest to dla nas poważne wyzwanie w zakresie komunikacji społecznej. Mam zamiar podjąć działania w tej sprawie i zachęcam wszystkie zainteresowane strony do tego samego. Po trzecie, wszelkie decyzje dotyczące biotechnologii powinny być podejmowane w oparciu o rzetelne badania naukowe oraz odpowiednio uwzględniać czynniki etyczne, zdrowotne i środowiskowe: nie możemy dać się ponieść emocjom czy krótkoterminowym względom handlowym. Biotechnologia może w dużym stopniu przyczynić się do realizacji naszych celów wynikających ze strategii Europa 2020 a dotyczących zrównoważonego rozwoju oraz poprawy ochrony zdrowia i podniesienia jakości życia, pozostanie zatem nadal jednym z kluczowych obszarów badań naukowych prowadzonych w ramach programów ramowych UE."

Przy poprzednim badaniu Eurobarometru dotyczącym biotechnologii ankietę opracowała i jej wyniki przeanalizowała grupa niezależnych ekspertów w dziedzinie socjologii, kierowana prze London School of Economics. W ich opinii, społeczeństwo nie odrzuca dążenia do wprowadzania innowacji. W perspektywie ogólnej Europejczycy są nastawieni przychylnie do innowacji wprowadzanych w sposób odpowiedzialny z zapewnieniem odpowiednich przepisów regulujących rynek i pragną uczestniczyć w procesie podejmowania decyzji w zakresie nowych technologii, jeżeli dotyczą one wartości społecznych. Jednocześnie, w porównaniu z rokiem 2005, wzrósł poziom społecznego zaufania do większości spośród głównych zainteresowanych stron, w tym do lekarzy, naukowców, UE, rządów krajowych i sektorów przemysłu: wzrosła wiara, że strony te są w stanie podejmować słuszne decyzje w zakresie biotechnologii (zob. tabelę 9 w sprawozdaniu). Z każdym rokiem rośnie znaczenie aspektów związanych ze zrównoważonym rozwojem.

Spośród 53 proc. respondentów nastawionych pozytywnie do biotechnologii (rys. 2 w sprawozdaniu) najbardziej pozytywnie zareagowali obywatele Estonii (77 proc.), Szwecji (72 proc.) i Finlandii (69 proc.).Jedynym państwem członkowskim, w którym przekonanych o negatywnych skutkach biotechnologii było więcej niż optymistów była Austria - odpowiednio 41 i 35 proc.

W całej UE przeważało pozytywne nastawienie do biopaliw. 72 proc. respondentów poparło produkcję biopaliw z roślin, a 83 proc. produkcję biopaliw z substancji niejadalnych (rys. 7 w sprawozdaniu).

Z ogromnym poparciem spotkały się medyczne zastosowania biotechnologii, pod warunkiem objęcia ich ścisłą regulacją (rys. 21). 63 proc. respondentów popiera badania nad embrionalnymi komórkami macierzystymi, w porównaniu do 59 proc. w 2005 r. 69 proc. warunkowo poparło inne badania nad komórkami macierzystymi (wzrost z 65 proc.), a 63 proc. popiera terapię genową w porównaniu do 54-procentowego poparcia wyrażonego pięć lat temu. Kolejne 15 - 18 proc. było gotowych zaakceptować wyżej wymienione zastosowania w szczególnych okolicznościach. Najwięcej poparcia dla tego rodzaju zastosowań wyrazili respondenci z Wielkiej Brytanii, Hiszpanii i Danii.

Zdecydowana większość Europejczyków (61 proc. w porównaniu do 57 proc. w 2005 r.) jest przeciwna żywności zmodyfikowanej genetycznie (rys. 13). Jako powody respondenci podają względy bezpieczeństwa, brak odczuwalnych korzyści i ogólne zaniepokojenie. Odnotowano jednak ostrożne poparcie dla mniej inwazyjnych rozwiązań technologicznych nowej generacji w zakresie żywności zmodyfikowanej genetycznie, jak np. wprowadzanie genów jabłoni dzikiej do odmian jabłoni domowej. Dla tego rodzaju rozwiązań poparcie wyraziło 46 proc. respondentów, sprzeciw zaś wobec nich - 38 proc. (rys. 18).

Nadal duży sprzeciw wzbudza klonowanie zwierząt w celu produkcji żywności. Jedynie 18 proc. respondentów wyraża poparcie dla tego rodzaju praktyk.

Badanie przeprowadzone przez Eurobarometr jest częścią projektu badawczego Sensitive Technologies and European Public Ethics STEPE (Technologie wrażliwe a europejska etyka społeczna), finansowanego ze środków programu "Nauka w społeczeństwie" w ramach siódmego programu ramowego WE w zakresie badań i rozwoju technologicznego. Opinie wyrażone w sprawozdaniu socjologów są poglądami jego autorów i niekoniecznie odzwierciedlają poglądy Komisji.

© Unia Europejska, 1995-2010

Źródło:
EUROPA
Sprawozdanie z badań wraz z podsumowaniem (w języku angielskim)
Część raportu dotycząca Polski (w języku angielskim)

Wyniki badań współfinansowanych ze środków unijnych sugerują, że za wytwarzaniem coraz bardziej złożonych narzędzi przez ludzi z epoki kamienia stoi wzrost zdolności mózgu. W artykule opublikowanym przez "PLoS ONE" naukowcy wyjaśniają, w jaki sposób doszli do tego wniosku na podstawie obserwacji pracy współczesnego kamieniarza.

Źródłem unijnego wsparcia badań był projekt HANDTOMOUTH (Z dnia na dzień: droga do zrozumienia danych archeologicznych i skamielin w kontekście kognitywnej ewolucji człowieka), który otrzymał 1,1 mln EUR z budżetu "Nowe i pojawiające się technologie" (NEST) Szóstego Programu Ramowego (6PR).

Na początku dolnego paleolitu, około 2,6 mln lat temu, żyjący wówczas ludzie byli zdolni do wytwarzania bardzo prostych narzędzi z kamienia, uderzając po prostu odłamkami z zawartością krzemienia o inne kamienie, aby uzyskać ostre jak brzytwa odłupki. Dopiero 500.000 lat temu naszym przodkom udało się zbudować duże toporki w kształcie łzy, które nadawały się do znacznie szerszego zakresu zastosowań niż bardziej prymitywne odłupki krzemienne.

Naukowców nurtowało od pewnego czasu pytanie, dlaczego naszym przodkom przejście od wytwarzania prostych, ostrych odłupków do produkcji bardziej złożonych toporków zajęło 2 miliony lat. Jedni sugerują, że pradawnym ludziom brakowało subtelnych zdolności motorycznych potrzebnych do wytworzenia toporka, podczas gdy zdaniem innych na początku dolnego paleolitu nasze mózgi nie były dostatecznie rozwinięte, aby wymyślić nowe, bardziej skomplikowane sposoby obrabiania krzemieni w celu uzyskania bardziej złożonych narzędzi.

Aby dotrzeć do sedna sprawy, w ostatnie badania zaangażowali się neurologowie, archeologowie, antropologowie i kamieniarze ze Szwecji, Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii. Kluczową rolę w badaniach odegrał profesor Bruce Bradley, archeolog eksperymentalny z Uniwersytetu Exeter (Wielka Brytania), który opanował starożytną sztukę wyrabiania krzemiennych narzędzi.

Z nałożoną specjalną rękawicą DataGlove, która monitorowała ruchy dłoni i ramion, profesor Bradley wykonał kilka prostych odłupków ostrych jak brzytwa oraz bardziej złożonych toporków. Porównanie ruchów potrzebnych do wytworzenia dwóch typów narzędzi pozwoliło naukowcom określić, czy do wykonania toporków potrzebne były większe zdolności motoryczne.

"Odkryliśmy, że techniki wytwarzania zarówno odłupków, jak i toporków wymagały tej samej sprawności dłoni i ramion" - mówi profesor Bradley. "To pozwoliło nam wykluczyć zdolności motoryczne jako główny czynnik umożliwiający rozwój narzędzi z kamienia."

Inaczej mówiąc, to ewolucja mózgu człowieka umożliwiła pradawnym ludziom wytwarzanie bardziej złożonych narzędzi. Zespół zasugerował również, że pojawienie się toporków mogło zbiec się z wykształceniem się języka, bowiem badania za pomocą technik neuroobrazowania wykazały, że niektóre części mózgu zaangażowane w wytwarzanie narzędzi mają również kluczowe znaczenie dla naszych umiejętności językowych.

"Postęp od prymitywnych narzędzi z kamienia do toporków stanowił potężny skok technologiczny dla naszych pierwszych przodków. Toporki były bardziej użytecznym narzędziem do obrony, prowadzenia polowań i wykonywania codziennych prac" - stwierdza naczelny autor raportu, dr Aldo Faisal z Imperial College w Londynie.

"Nasze badania wspierają tezę, że umiejętność wytwarzania narzędzi i język ewoluowały razem, gdyż wymagały bardziej złożonego myślenia, co sprawia, że koniec dolnego paleolitu był decydującym okresem w naszej historii. Po tym okresie pierwsi ludzi opuścili Afrykę i rozpoczęli kolonizację innych części świata."

W przyszłości zespół planuje przeprowadzenie badań nad mózgiem neandertalczyka, z wykorzystaniem tej samej technologii, aby przeanalizować techniki kamieniarskie rozpowszechnione w całej Eurazji w okresie między ok. 150.000 do ok. 35.000 lat temu.

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Wyniki nowych badań unijnych sugerują, że stosowanie łagodnych środków przeciwbólowych w ciąży wydaje się podwyższać ryzyko wnętrostwa (niezstąpienie jąder) u chłopców. Odkrycia wyjaśniają, dlaczego wnętrostwo, będące największym czynnikiem ryzyka słabej jakości nasienia i nowotworu jądra w późniejszym okresie życia, staje się coraz bardziej powszechne.

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Human Reproduction. Źródłem unijnego wsparcia badań były projekty DEER (Rozwojowe oddziaływanie środowiska na zdrowie prokreacyjne) i CONTAMED (Mieszaniny czynników skażających a zdrowie prokreacyjne człowieka - nowe strategie w zakresie wpływu na zdrowie i oceny ryzyka czynników zaburzających funkcje endokrynne), z których każdy otrzymał 3,5 mln EUR z tematu "Środowisko" Siódmego Programu Ramowego (7PR).

Wskaźniki wnętrostwa rosną, gdyż w Danii zaledwie 1,8% noworodków płci męskiej było dotkniętych tą wadą w latach 1959-1961, podczas gdy w okresie 1997-2001 wskaźnik ten wzrósł do 8,5%. Wyniki badań na szczurach sugerują, że wnętrostwo może być powodowane brakiem męskich hormonów płciowych w pewnym okresie ciąży. Przypuszcza się, że źródłem problemu są tak zwane czynniki zaburzające funkcje endokrynne, czyli molekuły zakłócające lub blokujące działanie hormonów. Niemniej odnalezienie owych czynników zaburzających funkcje endokrynne okazało się trudne. Niektóre badania wskazywały na pewne popularne środki przeciwbólowe, a mianowicie aspirynę, paracetamol i ibuprofen, które mogą obniżać wytwarzanie testosteronu i oddziaływać jak czynniki zaburzające funkcje endokrynne.

W ramach opisywanych badań naukowcy postawili sobie za cel zbadanie wpływu łagodnych środków przeciwbólowych na zaburzenia prokreacyjne osobników płci męskiej wśród ludzi i szczurów.

Jeżeli chodzi o część badań poświęconą człowiekowi, naukowcy przepytali ponad 2.000 Dunek i Finek w ciąży na temat przyjmowania leków w czasie ciąży. Chłopcy zostali zbadani po urodzeniu przez pediatrów, którzy przeprowadzali kontrolę pod kątem objawów wnętrostwa i oceniali każdy przypadek według ciężkości.

Uzyskane wyniki nie pozostawiały wątpliwości. Prawdopodobieństwo, że kobiety zażywające więcej niż jeden rodzaj środków przeciwbólowych urodzą syna z pewną formą wnętrostwa było siedem razy wyższe niż w przypadku kobiet, które nie przyjmowały środków przeciwbólowych.

Drugi trymestr wydaje się być szczególnie wrażliwym okresem, w którym zażywanie jakichkolwiek środków przeciwbólowych ponad dwukrotnie zwiększa ryzyko wnętrostwa, a przyjmowanie więcej niż jednego rodzaju środków przeciwbólowych w tym czasie podwyższa ryzyko szesnastokrotnie.

Badania na szczurach potwierdziły, że środki przeciwbólowe zakłócają wytwarzanie androgenów, co prowadzi do braku testosteronu w okresie ciąży, w którym wykształcają się męskie organy płciowe. Zdaniem naukowców łagodne środki przeciwbólowe skutecznie obniżyły o połowę poziom testosteronu w testach przeprowadzanych na nienarodzonych szczurach.

Odkrycia mają istotne znaczenie, ponieważ około połowa kobiet ciężarnych w Europie i USA informuje o zażywaniu łagodnych środków przeciwbólowych, zwykle paracetamolu.

"Jeżeli ekspozycja na czynniki zaburzające funkcje endokrynne jest mechanizmem stojącym za rosnącymi problemami prokreacyjnymi młodych mężczyzn na Zachodzie, wyniki tych badań sugerują, że szczególną uwagę należy zwrócić na przyjmowanie łagodnych środków przeciwbólowych w ciąży, gdyż mogą one być głównym powodem tych problemów" - zauważa dr Henrik Leffers z Rigshospitalet w Kopenhadze, Dania, kierownik badań.

"Jedna tabletka paracetamolu (500 mg) zawiera silniejsze czynniki zaburzające funkcje endokrynne niż łączna ekspozycja na dziesięć najszerzej rozpowszechnionych, znanych obecnie środowiskowych czynników zaburzających funkcje endokrynne w całym okresie ciąży" - dodaje dr Leffers - Co więcej, w przypadku większości kobiet jedna tabletka co najmniej podwoi ekspozycję na znane czynniki zaburzające funkcje endokrynne w czasie ciąży, przy czym dawka ta jest dostarczana jednorazowo, a nie rozłożona na dziewięć miesięcy, jak w przypadku środowiskowych czynników zaburzających funkcje endokrynne. Dlatego też przyjmowanie łagodnych środków przeciwbólowych przez ciężarne jest zdecydowanie największą ekspozycją na czynniki zaburzające funkcje endokrynne."

Zespół zauważył, że potrzebne są dalsze badania tego zagadnienia. Naukowcy będą kontynuować monitorowanie chłopców urodzonych w czasie prowadzonych badań, którzy wchodzą obecnie w okres dojrzewania.

Jeżeli chodzi o przyjmowanie przez kobiety ciężarne środków przeciwbólowych, dr Leffers mówi: "Jako biologowie nie możemy udzielać rad kobietom w tym zakresie. Zalecamy zatem, aby ciężarne zasięgały opinii lekarza prowadzącego przed zażyciem łagodnych środków przeciwbólowych i ogólnie stosowały się do zasady przyjmowania możliwie jak najmniejszej ilości środków farmakologicznych."

© Unia Europejska, 2005-2010

Źródło:
CORDIS

Niewielkie różnice genetyczne, występujące między indywidualnymi osobami, mogą nie tylko decydować o tym, że u jednej z nich będzie występować wyższe ryzyko zachorowania na takie choroby, jak różne rodzaje nowotworów, choroby nerek czy cukrzyca, ale mogą również decydować o skuteczności podejmowanego leczenia.

Jak istotne mogą być niewielkie różnice genetyczne występujące między ludźmi dla efektywności farmakoterapii pokazuje przykład leku klopidogrel (Clopidogrelum, Plavix), preparatu przeciwzakrzepowego, stosowanego przez osoby cierpiące z powodu miażdżycy, zagrożone wystąpieniem zawału serca i udaru. Wyniki przeprowadzonych niedawno badań klinicznych, opublikowane na łamach "Journal of the American Medical Association" w wydaniu z dnia 27 października 2010, wskazują, że klopidogrel nie działa tak samo u wszystkich ludzi i jest znacznie mniej skuteczny w przypadku pacjentów posiadających szczególne odmiany genu CYP2C19. W przypadku tych pacjentów w organizmie nie następuje przewidziane przejście leku do jego formy aktywnej. W związku z tym na etykiecie leku widnieje ostrzeżenie, że u tych pacjentów, którzy odziedziczyli niekorzystne allele CYP2C19 od obu rodziców, lek może po prostu nie zadziałać. Podwyższone ryzyko zawału, udaru lub zgonu związanego z zaburzeniami ze strony układu sercowo-naczyniowego stwierdzono także w grupie osób, które posiadają tylko jedną kopię niekorzystnego allelu CYP2C19. Oznacza to, że u niemal 30% populacji lek może nie być tak skuteczny, jak zakładano (ok. 2-4% ludzi posiada obie kopie pechowego allelu, a około 26% jedną). Ten przykład, a niewykluczone, że za chwilę w literaturze medycznej pojawią się kolejne, równie spektakularne, pokazuje potencjalne znaczenie genetycznie zindywidualizowanej medycyny.

W dniu 28 października 2010 w Science zostały opublikowane wyniki z pilotażowej fazy badań, prowadzonych w ramach 1000 Genomes Project. Celem projektu jest zidentyfikowanie wszelkich różnic genetycznych, występujących między ludźmi. Przedsięwzięcie jest realizowane przez konsorcjum działające na zasadzie partnerstwa publicznych i prywatnych instytucji naukowo-badawczych z różnych krajów świata - Barbadosu, Chin, Finlandii, Gambii, Hiszpanii, Indii, Kanady, Kolumbii, Malawi, Niemiec, Pakistanu, Peru, Puerto Rico, Stanów Zjednoczonych, Wielkiej Brytanii i Wietnamu - żeby wymienić tylko najważniejszych uczestników. Koszty pięcioletniego (planowanego na lata 2008-2012) projektu, w którego finansowaniu partycypują zarówno rządy, jak pozarządowe fundacje, ocenia się na 120 mln dolarów amerykańskich.

Zgodnie z opublikowanymi doniesieniami udało się już zidentyfikować i stworzyć mapę 95% różnic genetycznych występujących u człowieka. Faza pilotażowa obejmowała analizę DNA za pomocą najnowszych metod sekwencjonowania. W przypadku 179 ludzi dokonano sekwencjonowania całego genomu, a u 697 przeprowadzono sekwencjonowanie genów odpowiedzialnych tylko za kodowanie białek. Każdy rejon kodu genetycznego był sekwencjonowany wielokrotnie, co pozwoliło na zebranie danych o więcej niż 4,5 terazasadach, czyli 4,5 milionach milionów liter, odpowiadających zasadom azotowym występującym w kodzie DNA. W zamierzeniu projekt badawczy ma objąć analizę danych pobranych od ok. 2500 osób,  reprezentujących 27 populacji zamieszkujących różne rejony świata, tak aby opisać 99% różnic genetycznych występujących między ludźmi.

Różnice genetyczne to niewielkie odstępstwa w uporządkowaniu cząstek chemicznych - par zasad azotowych - które składają się na kod DNA zawarty w ludzkim genomie. Różnice te można obserwować na różnych poziomach - mogą być tak niewielkie, jak zastąpienie jednej pary zasad inną, co nazywamy polimorfizmem pojedynczego nukleotydu  (a single nucleotide polymorphism - SNP), lub całkiem spore - związane są wówczas z duplikacją lub zmianą położenia całej sekcji chromosomu. Część z nich jest u ludzi całkiem częsta, a inne są dość rzadkie. Poprzez wielokrotne porównania genomów wielu ludzi, a także poprzez porównania między różnymi ludzkimi populacjami, naukowcy dążą do stworzenia mapy wszelkich różnic genetycznych występujących między ludźmi. Jakie to ma znaczenie? Mimo że przedsięwzięcie współrealizowane jest przez partnerów komercyjnych, celem projektu jest stworzenie spójnej i ogólnie dostępnej bazy danych, która będzie służyć naukowcom w prowadzeniu dalszych badań nad genetycznym podłożem różnych chorób. Ma się to przyczynić do przyspieszenia badań nad testami diagnostycznymi, użytecznymi do identyfikacji niekorzystnych czynników genetycznych, a także zdynamizować badania prowadzone w innych dziedzinach medycyny i farmakologii. Chodzi tu zwłaszcza o geny, które odpowiadają za kodowanie białek i w związku z tym mają bezpośrednie znaczenie dla funkcjonowania organizmu. Naukowcy mają również nadzieję, że uzyskane dane mogą dostarczyć cennych informacji na temat przebiegu procesu ewolucji człowieka.

Ponadto celem projektu jest opracowywanie nowych metod sekwencjonowania kodu genetycznego, poszukiwanie nowych rozwiązań technicznych i technik obliczeniowych, a także nowych sposobów organizowania, przechowywania, analizowania i wymiany zebranych danych.

Opracowana w ramach 1000 Gemomes Project mapa różnic genetycznych u ludzi zawiera obecnie informacje na temat blisko 15 milionów polimorfizmów pojedynczego nukleotydu, w tym około miliona niewielkich insercji i delecji, i około 20 tys. poważniejszych różnic o charakterze strukturalnym. Choć połowa z nich była znana wcześniej, w przebiegu prac badawczych zidentyfikowano prawie drugie tyle dotąd nieopisanych.

Żaden człowiek nie może się szczycić tym, że posiada idealny "genetyczny garnitur". Ocenia się się, że u każdej osoby występuje średnio 250-300 nieprawidłowości genetycznych, które mogłyby w odpowiedniej konfiguracji doprowadzić do zaburzeń normalnej funkcji genów. Ponadto, u każdej osoby występuje średnio 50-100 takich, które mogą być związane z ryzykiem wystąpienia choroby dziedzicznej. Na szczęście, ponieważ każda osoba dysponuje co najmniej dwiema kopiami każdego genu, nawet wówczas gdy jedna z nich jest wadliwa, możliwe jest zachowanie zdrowia.

Dzięki temu, że badaniami objęto rodziców i ich dzieci, udało się określić częstość występowania mutacji genetycznych u człowieka. Okazuje się, że każde dziecko jest posiadaczem średnio około 60 nowych mutacji, które nie występowały wcześniej w materiale genetycznym żadnego z rodziców.
Bliższe informacje na temat projektu można znaleźć na stronie www.1000genomes.org.

[Tłum./oprac.: C. O. Reless]

Źródło:
www.1000genomes.org
A map of human genome variation from population-scale sequencing
1000 Genomes Project publishes analysis of completed pilot phase
Gene Variants Tied to Poor Outcomes with Heart Drug

Impulsywność - cecha temperamentu, biegun przeciwny refleksyjności - przejawia się w zachowaniu ograniczoną zdolnością hamowania reakcji i odraczania gratyfikacji związanej z zaspokojeniem potrzeb. W związku z tym traktowana jest jako cecha odpowiedzialna za podwyższone ryzyko uzależnień - od alkoholizmu po patologiczny hazard i niektóre zaburzenia odżywiania. Nic więc dziwnego, że neurochemiczne podłoże osobowościowej cechy impulsywności stało się naturalnym celem badań w dziedzinie profilaktyki i leczenia uzależnień.

Ludzie wykazują znaczne różnice indywidualne pod względem prezentowanego stylu podejmowania decyzji. Impulsywność wpływa na przebieg tego procesu, ponieważ jest związana z tendencją do szybszego reagowania na podstawie mniejszej ilości przesłanek, w dodatku nie zawsze dostatecznie rozsądnie dobranych. Impulsywność decyduje o nieprawidłowym przebiegu uwewnętrznionych procesów hamowania, które w języku potocznym określamy między innymi jako rozwagę, cierpliwość i wytrwałość w działaniu, a które są typowymi cechami działania refleksyjnego.

Za neuroprzekaźnik kluczowy dla wymiaru impulsywność-refleksyjność uchodzi przede wszystkim dopamina (DA), choć naukowcom nie udało się jak dotąd precyzyjnie określić, jak dokładnie funkcjonuje związany z dopaminą mechanizm neurofizjologiczny odpowiedzialny za występowanie różnic indywidualnych w poziomie impulsywności.

W tym celu grupa badaczy podjęła się zadania polegającego na określeniu, w jakim stopniu indywidualne różnice w aktywności systemu dopaminy w mózgu pozostają związane z indywidualnym poziomem impulsywności. Z wykorzystaniem metod neuroobrazowania poddano badaniom 32 zdrowych ochotników. Celem badań był pomiar siły związku między zmianami w poziomie aktywności receptorów dopaminy (dotyczyło to w szczególności receptorów typu D2/D3) w śródmózgowiu a wynikami w psychologicznej skali impulsywności (Barratt Impulsiveness Scale). Wyrzut dopaminy w prążkowiu był indukowany za pomocą podawania osobom badanym niewielkich dawek amfetaminy.

W toku badań udało się ustalić, że wyższy poziom impulsywności związany był ze słabszym wiązaniem dopaminy przez receptory D2/D3 w śródmózgowiu. Ponadto, u osób uzyskujących w badaniu psychologicznym wyższe wyniki na skali impulsywności, prążkowie reagowało na amfetaminę silniejszym wydzielaniem dopaminy. Wyniki badań sugerują więc, że zaburzenia w funkcjonowaniu mózgowego układu dopaminergicznego mogą skutkować mniejszą zdolnością do autokontroli reakcji, co jest jednym z ważniejszych behawioralnych czynników ryzyka uzależnień.

[Oprac. C. O. reless]

Źródło:
NEWSSCAN #69
Buckholtz JW, Treadway MT, Cowan RL, Woodward ND, Li R, Ansari MS, Baldwin RM, Schwartzman AN, Shelby ES, Smith CE, Kessler RM, Zald DH. Dopaminergic network differences in human impulsivity. Science. 2010 Jul;329(5991):532.