Nauka » Biologia » Biologia molekularna
O myszach rozprzestrzeniających dżumę i oglądanie mutacji w rzeczywistym czasie Autor tekstu: Ed Yong
Tłumaczenie: Krzysztof Achinger
Nauka w pigułce
Myszy roznoszące zarazki dżumy
Myszy
rozprzestrzeniające dżumę powodują epidemie. Bakteria
odpowiedzialna za dżumę dymieniczą -
Yersinia pestis— ma bogatą historię
dziesiątkowania ludzkości, powodując przynajmniej trzy wielkie pandemie, w tym
czarną śmierć z XIV wieku. Jest
ona jednak głównie chorobą gryzoni i regularnie zarażają się nią
czarnoogoniaste pieski preriowe z Ameryki Północnej. To tajemniczy zabójca.
Przez lata pozostaje relatywnie cichy, potem nagle wybucha epidemia, która
zabije prawie wszystkie pieski preriowe w zainfekowanej kolonii w przeciągu
kilku tygodni.
Daniel Sakeld z Uniwersytetu Stanford odkrył niedawno winowajcę stojącego za tymi zabójczymi
cyklami — niewielką, żywiącą się głównie konikami polnymi mysz. Kolonie
piesków preriowych oraz ich choroby są na ogół od siebie odizolowane. Mimo,
że Yeresinia jest bardzo odporna, ostatecznie wymiera chyba, że
znajdzie nową grupę nosicieli. Ta mysz (Onychomys leucogaster) daje jej
tę możliwość,
będąc alternatywnym i bardzo mobilnym nosicielem bakterii Yersinia. Jest roznosicielem
zarazy. Drepcząc
sobie po prerii, mimowolnie tworzy sieć połączeń między, inaczej niepołączonymi,
koloniami i otwiera korytarze do rozprzestrzeniania się Yersinii.
Tworząc
matematyczny model i obserwując oba gatunki gryzoni w ich środowisku naturalnym Sakled
odkrył, że gdy nie ma tych myszy, tylko niewielka część piesków preriowych zapada na
dżumę. Wówczas zaraza rozprzestrzenia się bardzo wolno, głównie podczas walk i wrogich przejęć
terenu sąsiadów. Gdy liczba
myszy przekracza pewien próg, śmiertelna epidemia dżumy jest praktycznie rzecz
biorąc gwarantowana.
Liczba myszy tego gatunku cyklicznie rośnie i spada;
oznacza to życie lub śmierć dla piesków preriowych. Owe
schematy długich okresów utajenia zarazy i nagłych jej wybuchów są
charakterystyczne dla wielu
śmiertelnych chorób takich, jak wąglik lub hantawirusowy zespół płucny. Również w tych przypadkach alternatywny nosiciel taki, jak owa żywiąca się konikami
polnymi mysz, może być
zaangażowany w nagłe wybuchy śmiertelnych epidemii.
Źródło:
PNAS lub
PNAS
Oglądając narodziny mutacji w rzeczywistym czasie
Życie to jedna
wielka gra w głuchy telefon — informacje bez przerwy podawane są dalej, a podczas ich przekazywania narasta ilość błędów. Za każdym razem, gdy komórka
dzieli się na dwie, jej genetyczna informacja jest kopiowana i istnieje
niewielka szansa powstania błędu (lub „mutacji"). Niektóre z tych mutacji będą
korzystne, a niektóre śmiertelne. Tak
czy inaczej są one napędem ewolucji, produkując wariacje, na których opiera się
dobór naturalny.
Maria Elez z Uniwersytetu Paris Descartes Medical Schoool
odkryła sposób na obserwowanie powstawania mutacji w rzeczywistym czasie. Może podglądać
dzielące się komórki i dosłownie obserwować moment, w którym powstają mutacje w całym genomie. Jej
metoda sprawdza się na bakteriach i może być rozszerzona na badania narodzin mutacji w bardziej złożonych komórkach lub nawet w komórkach rakowych.
Badanie mutacji nie jest łatwe.
Są bardzo rzadkie i większość nie powoduje żadnych widocznych efektów, które
ujawniłyby ich obecność. Zazwyczaj mutacje
są naprawiane
przez białka sprawdzające, które wyszukują błędy w kopiowanym DNA i przywracają je do odpowiedniego kształtu. Elez zdała sobie
sprawę, że ci korektorzy mogą doprowadzić ją do mutacji — wszystko, co musiała
zrobić, to podążać za nimi. Skupiła
się na białku bakteryjnym zwanym MutL, tworzącym duże grupy wokół mutacji,
których nie może naprawić. Elez
oznaczyła MutL molekułą świecącą w ciemności. W rezultacie bakteria
emitowała niewielkie punkty światła w każdym miejscu genomu z mutacją nie
dającą się naprawić.
Zliczając
te jasne kropki Elez mogła oszacować nasilenie mutacji w bakterii. Na szczęście
jej szacunki były dobrze dopasowane do założeń z poprzednich badań. Elez
uważa także, że ta metoda powinna zadziałać w innych żyjących organizmach,
ponieważ białka sprawdzające takie, jak MutL są bardzo podobne u różnych
gatunków. Techniczne wyzwania w bardziej skomplikowanych komórkach mogą być
większe, ale zasada podglądania powstawania mutacji w rzeczywistym czasie jest prawidłowa.
Otwiera to cały szereg możliwości. Można by na przykład podglądać guzy i zobaczyć, kiedy i gdzie powstają zmiany genetyczne, które powodują raka.
Źródło:
Current Biology lub
Current Biology
Tekst oryginału.
Not Exactly Rocket Science/Discover, 30 lipca 2010r.
« Biologia molekularna (Publikacja: 12-08-2010 )
Wszelkie prawa zastrzeżone. Prawa autorskie tego tekstu należą do autora i/lub serwisu Racjonalista.pl.
Żadna część tego tekstu nie może być przedrukowywana, reprodukowana ani wykorzystywana w jakiejkolwiek formie,
bez zgody właściciela praw autorskich. Wszelkie naruszenia praw autorskich podlegają sankcjom przewidzianym w
kodeksie karnym i ustawie o prawie autorskim i prawach pokrewnych.str. 519 |