DNA test .CZ - aktuality a novinky z oblasti genetiky, nutriční genomiky a výživy

Monica Coenraadsová přiznává, že si jako rodič, který se poprvé setkal s dětmi, pomalu všimla, že s její dcerou Chelsea není něco v pořádku. V době, kdy byl Chelsea jeden rok, se však její vývoj zjevně zastavil, a dokonce se začal zhoršovat. Naučila se jen jedno slovo a brzy přestala mluvit zcela. Chelsea dokázala chodit, jen když ji někdo držel ve vzpřímené poloze. Ztratila schopnost úchopu a místo toho začala „dělat opakující se pohyby rukama“, například tleskat, říká Coenraads, jehož rodina v té době žila ve Virginii.

„Zoufale jsem toužila po diagnóze,“ říká Coenraadsová. Ale když ji konečně dostala, když byly Chelsea dva roky, „byla to dvojitá rána do srdce“. Nejenže měla Chelsea Rettův syndrom, neléčitelnou neurologickou poruchu, ale vědci o tomto onemocnění věděli jen málo. Chápali, že postihuje především dívky a že je pravděpodobně způsobena mutací, ale genetického viníka neidentifikovali.

To bylo v roce 1998. Dnes se Coenraadsová s manželem stále starají o Chelsea, které je nyní 28 let a která nemůže mluvit, chodit ani používat ruce. Potřebuje léky, které tlumí záchvaty, snižují úzkost a pomáhají jí spát. Genetické zádrhele, které stojí za touto nemocí, jsou již známy: obvykle se jedná o mutace v genu MECP2, který řídí aktivitu genů v mnoha orgánech včetně mozku. Stejně jako ostatní rodiče dětí s Rettovým syndromem si Coenraadsová přeje, aby si vědci pospíšili s vývojem léčby. Ale jako zakladatelka a výkonná ředitelka organizace Rett Syndrome Research Trust má možnost pro to něco udělat.

Kromě financování řady strategií na opravu nebo nahrazení vadné DNA podporuje její organizace i netradiční přístup. Trust věnoval 8,5 milionu dolarů - více než 10 % peněz, které vyčlenil na výzkum - na snahu upravit vlákna RNA, která jsou kódována mutovaným MECP2. Tímto způsobem podporují začínající, ale slibný přístup k léčbě nemocí: úpravu RNA plánů pro proteiny. „Naším cílem je oplodnit tuto oblast,“ říká Coenraads.

Není jediná, kdo je nadšený potenciálem editace RNA. Tato alternativa ke genovému editoru CRISPR a dalším terapiím modifikujícím DNA „se dostává do centra pozornosti“, říká bioinženýr Thomas Gaj z University of Illinois Urbana-Champaign. Upravené RNA by se mohly do buněk dostat snadněji než léčba založená na DNA a tato strategie by mohla být i bezpečnější.

Doposud se neobjevila žádná terapie Rettova syndromu editací RNA. Společnost Wave Life Sciences však minulý týden v tiskové zprávě oznámila, že její metoda editace RNA zvýšila produkci normálního proteinu u lidí s život ohrožujícím genetickým onemocněním, které poškozuje jejich játra a plíce.

Kromě společnosti Wave začaly tři další biotechnologické společnosti - Ascidian Therapeutics, Rznomics a HuidaGene - testovat léčbu u pacientů s očními chorobami nebo rakovinou. Stále více společností se předhání ve vývoji vlastních terapií, často ve spolupráci s velkými farmaceutickými společnostmi, zatímco akademické laboratoře se hlouběji zabývají mechanismy editace.

Editace RNA „není náhradou za CRISPR. Je to další zbraň proti nemocem,“ říká bioinženýr Jonathan Gootenberg z Harvard Medical School, jehož laboratoř vyvinula nové přístupy k úpravě RNA. Výzkumníci stále pracují na zdokonalení této technologie v několika směrech: zvyšují její účinnost a přesnost, zlepšují způsoby dodávání potřebných molekul a omezují vedlejší účinky. Podle bioinženýra Aravinda Asokana z Lékařské fakulty Dukeovy univerzity je také důležité vybrat správné onemocnění, na které se zaměří. „Vše se odvíjí od pečlivého výběru aplikace.“

Pro mnohé lidi vyvolaly nové vakcíny COVID-19, které jsou založeny na RNA, matné vzpomínky na hodiny biologie na střední škole, kde se učili, že dvouvláknová DNA genu pouze uchovává instrukce pro výrobu bílkoviny. Pro skutečné sestavení proteinu buňky přepisují gen do messengerové RNA (mRNA); ta předává plán proteinu malým molekulárním továrnám zvaným ribozomy, které spojují aminokyseliny dohromady a vytvářejí protein. Syntetická mRNA ve vakcínách COVID-19 využívá tuto biologii k tomu, aby přiměla buňky vytvářet virové proteiny, které podporují imunitu.

Nejméně tucet schválených terapií genetických onemocnění, včetně jedné, která se opírá o CRISPR, mění DNA člověka. Tyto léčby se zaměřují na srpkovitou anémii, jeden typ svalové dystrofie a několik dalších nemocí. Terapie modifikující DNA pro mnoho dalších onemocnění jsou ve fázi vývoje - jenom strategie založené na CRISPR se testují ve více než 40 klinických studiích. Nicméně „provádění genetických změn v RNA namísto v DNA má některé obrovské výhody,“ říká molekulární biolog Joshua Rosenthal z Marine Biological Laboratory Chicagské univerzity, který spoluzaložil společnost Korro Bio zabývající se editací RNA.

Za prvé, editace mRNA s sebou nenese riziko nesprávné změny genů člověka, která by mohla být trvalá. Naopak, protože se upravené RNA v těle rychle rozkládají, jsou výsledky editace dočasné, což usnadňuje ukončení terapie a omezení vedlejších účinků. Tím se editace RNA více podobá jiným lékům. „Většina léčebných postupů není trvalá,“ říká Rosenthal. „Neužíváte trvalý aspirin.“

CRISPR navíc při stříhání DNA využívá bakteriální enzymy, jako je Cas9, které mohou vyvolat imunitní systém. „Máte cizí protein, který vkládáte do lidských buněk,“ říká bioinženýr Prashant Mali z Kalifornské univerzity (UC) v San Diegu. Některé přístupy k editaci RNA, které vědci vyvíjejí (viz graf níže), se tomuto riziku vyhýbají.

Editace RNA probíhá v buňkách přirozeně. Například mRNA začínají jako delší hrubé návrhy známé jako pre-mRNA, než buňky odstraní sekvence, které nekódují části proteinů. Vědci poprvé navrhli využít tyto mechanismy úpravy RNA v boji proti nemocem v polovině 90. let 20. století, ačkoli jim k tomu chyběly nástroje. Nyní, po dvou desetiletích pokroku v genetických technologiích a v dalších léčebných postupech založených na RNA, jako jsou malé interferující RNA (siRNA) a antisense RNA, které snižují produkci škodlivých proteinů, je editace RNA možná připravena na úspěch.

Mnohé z léků, které jsou nyní ve vývoji, využívají buněčný mechanismus, který upravuje RNA tak, aby neprovokovala náš imunitní systém. Ačkoli naše mRNA začínají jako jednořetězcové, „všechny RNA se skládají, nemohou si pomoci“, říká biochemička Brenda Bassová z University of Utah. Když se tyto molekuly zdvojí, mohou spustit buněčný alarm pro viry - které také často nesou dvouřetězcovou RNA - a rozpoutat zánět.

Jak Bassová a její kolega zjistili koncem 80. let, buňky často nahrazují jeden stavební prvek v molekulách mRNA, adenosin, jinou molekulou známou jako inosin. Tato záměna označuje buněčné RNA jako neohrožující.  Protože k těmto přeměnám A na I, jak je vědci nazývají, často dochází v částech molekul mRNA, které nekódují části bílkovin, obvykle nemají vliv na konečnou sekvenci aminokyselin. Nicméně „bez nich by každý měl autoinflamatorní onemocnění,“ říká Bass.

Enzymy známé jako ADAR (zkratka pro adenosin deaminázy působící na RNA) provádějí přepnutí z A na I. Léčba úpravou RNA, která tyto enzymy zapojuje, je slibná, protože mnoho dědičných onemocnění vzniká v důsledku genových mutací, které na určitých místech v molekule mRNA mění jiný stavební prvek, guanosin, na adenosin. Nahrazením adenosinu inosinem mohou ADAR v podstatě chybu opravit, protože buněčné zařízení pro tvorbu proteinů čte inosin v mRNA jako guanosin. Aby vědci mohli zapojit ADAR, vytvoří vodicí RNA, krátké vlákno, jehož sekvence doplňuje sekvenci části mRNA, na kterou se chtějí zaměřit. Tato vlastní syntetická sekvence, známá jako oligonukleotid, rozpozná a naváže se na část mRNA nesoucí adenosin, který má být nahrazen, a vytvoří dvouvláknovou strukturu, která přitahuje korekční enzym.

Tři způsoby úpravy

Editace RNA opravuje chybné messengerové RNA (mRNA) produkované vadným genem a obnovuje syntézu funkčních proteinů. Tato strategie je potenciálně bezpečnější a univerzálnější než terapie zaměřené přímo na DNA.

-----

Kromě oprav mutací vědci doufají, že ADAR budou moci využít také k úpravě funkcí proteinů. Nahrazením adenosinů v mRNA lze zapnout nebo vypnout výsledný protein, změnit způsob jeho interakce s jinými proteiny, změnit jeho umístění v buňce a urychlit nebo zpomalit jeho rozpad. Cílem biotechnologické společnosti ProQR Therapeutics je využít tento přístup k léčbě cholestatických poruch, což je skupina příbuzných onemocnění, při nichž se v játrech hromadí molekuly známé jako žlučové kyseliny, které je poškozují.

Společnost ProQR se zaměřila na receptor, který propouští žlučové kyseliny do hepatocytů, nejpočetnějších buněk jater. Výzkumníci navrhli vodicí RNA, která se zaměřila na část mRNA receptoru, v níž se nachází klíčový adenosin. ADAR jej pak změní na inosin, který receptor ochromí a „může hepatocytům ulevit od přetížení nebo zaplavení žlučovými kyselinami,“ říká Gerard Platenburg, vědecký ředitel společnosti ProQR. Společnost plánuje zahájit testování svého oligonukleotidu ještě letos nebo na začátku roku 2025, říká Platenburg.

Klinická studie, která minulý týden přinesla dobré zprávy, se rovněž týká terapie editace A-na-I. Společnost Wave se zaměřuje na nedostatek AAT, který se projevuje nedostatkem nebo vadou alfa-1 antitrypsinu, proteinu, který neutralizuje škodlivé enzymy uvolňované imunitními buňkami. Nedostatek této molekuly způsobuje, že plíce jsou zranitelné vůči ničivým imunitním enzymům. Nedostatek AAT může poškodit plíce již ve věku 20 let a vadný AAT se usazuje v jaterních buňkách, což vede k cirhóze a dalším typům poškození jater. Pokud se příznaky neléčí, může nemoc vést k předčasné smrti. Nová terapie spočívá v injekční aplikaci oligonukleotidu, který se zaměřuje na úsek mRNA, který je mutovaný u téměř 95 % pacientů s těžkým deficitem AAT.

Společnost Wave zahájila v loňském roce testování bezpečnosti své léčby na zdravých lidech a poté přešla na jedince, kteří zdědili dvě špatné kopie genu ATT a neprodukují žádnou normální verzi proteinu. Společnost oznámila, že u dvou pacientů, kteří dostali jednu dávku její léčby, bylo po 15 dnech více než 60 % proteinu AAT v krvi normální verze. Tato verze byla v jejich krvi přítomna ještě 57 dní po léčbě. „Úroveň úpravy mRNA, kterou pozorujeme u jediné dávky, předčila naše očekávání a očekáváme, že při opakovaném podávání se bude hladina [normálního proteinu] nadále zvyšovat,“ uvedl v tiskové zprávě prezident a generální ředitel společnosti Paul Bolno.

Vědci v oboru tento výsledek vítají, i když k úplnému vyhodnocení terapie bude zapotřebí více času - a mnohem více údajů. „Pro oblast editace RNA je to jistě milník - potvrzuje, že editace RNA zprostředkovaná technologií ADAR může být použita pro terapeutické účely,“ říká Mali.

Ještě před zprávou společnosti Wave byl Rosenthal podobně optimistický ohledně toho, která léčba editací RNA bude první, která získá schválení od Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv. „Kdybych měl předpovídat, řekl bych, že A-to-I.“

Vědci však stále zkoumají, jak zvýšit účinnost ADAR a omezit chybné změny, které by mohly vést k vedlejším účinkům. Zjistili například, že chemická úprava vodicích RNA může zlepšit účinnost editace. Oligonukleotid Wave nese modifikovanou verzi báze uracil a další modifikace by také mohly přinést výhody. Studie Maliho a jeho kolegů z roku 2022 ukázala, že vodicí RNA, jejichž konce jsou spojeny do smyčky, mohou zvýšit účinnost editace v kultivovaných lidských buňkách a u mutantních myší, které napodobují lidské metabolické onemocnění. Kruhové RNA také déle vydrží v buňkách, pravděpodobně proto, že jsou méně zranitelné přirozenými enzymy ničícími RNA.

Výzkumníci se také snaží omezit off-target editaci, při níž ADAR vynechávají zamýšlené adenosiny a místo toho mění blízké adenosiny. Tým vedený chemikem Peterem Bealem z Kalifornské univerzity v Davisu ukázal, že umístění určitých nukleotidů na specifická místa ve vodicí RNA může chránit „nevinné“ adenosiny. Zjistili, že odolné molekuly známé jako uzamčené nukleové kyseliny jsou účinnými strážci adenosinů. „Strategickým umístěním těchto uzamčených nukleových kyselin můžeme řídit selektivitu reakce,“ říká Beal.

ADARS MŮŽE V PRINCIPU opravit asi 20 000 mutací guanosinu na adenosin, které způsobují genetická onemocnění. Tento počet zahrnuje chyby, které jsou zodpovědné za přibližně třetinu případů Rettova syndromu, říká Coenraads. Jedním z omezení tohoto přístupu však je, že vědci musí pro každou mutaci navrhnout a otestovat vodicí RNA. „Jak je můžete léčit všechny?“ ptá se bioinženýr Omar Abudayyeh z Harvard Medical School. ADAR navíc příliš nepomáhají u více než 100 000 dalších genetických chyb způsobujících onemocnění, které mohou zahrnovat změny jednoho nukleotidu, které enzymy nedokážou opravit, nebo větší chyby, jako je zisk nebo ztráta celých segmentů DNA.

Abudayyeh, jeho spolupracovník Gootenberg a další vědci se snaží řešit tento širší svět mutací pomocí jiného mechanismu změny RNA, známého jako splicing, který se vyskytuje přirozeně. Během tohoto procesu buňky upravují molekulu pre-mRNA, odstraňují nepotřebné úseky známé jako introny a spojují zbývající sekvence, označované jako exony. Většinou buňky spojují exony ze stejné molekuly pre-RNA a vytvářejí tak mRNA. Někdy však sestřihový mechanismus přivede část molekuly pre-mRNA pro jiný protein, což je manévr známý jako trans-splicing, jehož výsledkem je složená mRNA.

Vědci doufají, že spuštěním trans sestřihu mohou nahradit větší úseky vadné mRNA opravenou sekvencí. Tímto způsobem by úprava RNA mohla léčit onemocnění způsobená různými mutacemi. Je možné, že „jediným lékem lze zachytit všechny, kteří mají v daném genu mutaci,“ říká Abudayyeh. Společnost Ascidian, která je pojmenována podle skupiny mořských organismů, u nichž je trans splicing velmi rozšířený, zahájila letos v létě klinickou studii s cílem otestovat, zda tento mechanismus může zpomalit progresi Stargardtovy choroby, dědičné verze makulární degenerace způsobené defektem genu ABCA4, jehož protein pomáhá chránit oko před toxiny.

Stargardtovu chorobu může způsobovat více než 1000 mutací a léčba „může postihnout asi 75 % pacientů“, říká Michael Ehlers, prezident společnosti Ascidian. V prvních studiích tato strategie zvýšila hladinu normálního proteinu ABCA4 v očích opic a ve vzorcích tkáně lidské sítnice. Podle Ehlerse bude pravděpodobně trvat asi dva roky, než se zjistí, zda tato metoda pomáhá lidem, protože nemoc se zhoršuje velmi pomalu.

Jihokorejská společnost Rznomics rovněž provádí dvě klinické studie trans splicingu jako léčby rakoviny jater a mozku. V příštím roce zahájí studii léčby dědičného očního onemocnění retinitis pigmentosa, při kterém pacienti postupně ztrácejí zrak, protože dochází k poškození buněk sítnice.

TRANS SPLICING má problém s účinností: v některých studiích tento postup opravil méně než 1 % vadných mRNA. Aby se toto číslo zvýšilo, zkoumají vědci několik strategií, včetně přijetí bakteriálních Cas proteinů navzdory riziku vyvolání imunitní reakce. Asokan a jeho kolegové se například zaměřili na enzym Cas13, který místo DNA štěpí RNA. Upravili tento protein tak, aby nemohl provádět řezy, a přeměnili ho na spojku, která spojuje přirozenou pre-mRNA připravenou ke splicingu s vnesenou molekulou RNA, která nese náhradní exony. V kultivovaných buňkách byl tento přístup až 40krát účinnější než alternativa, která se spoléhala na vodicí RNA, která řídila opravenou sekvenci na správné místo, uvedli vědci v březnu v časopise Nature Communications.

Abudayyeh, Gootenberg a jejich kolegové naopak využili schopnosti jiného proteinu Cas řezat RNA. Předpokládali, že odstřižením molekuly pre-mRNA v určitém místě sestřihu enzym Cas7-11 usnadní přidání alternativních exonů RNA. Výzkumníci testovali tuto techniku na různých buňkách, včetně linií nesoucích mutace způsobující onemocnění. Tento přístup zvýšil účinnost trans splicingu na 5 až 50 %, jak odhalili na začátku tohoto roku v preprintu bioRxiv.

Proteiny Cas mohou také upravovat zmutované mRNA jejich prostým krájením, což obvykle vede k jejich degeneraci a snížení hladiny abnormálních proteinů, které jsou příčinou nemocí. Klinické studie sponzorované čínskou biotechnologickou společností HuidaGene budou zjišťovat, zda tato strategie přináší výhody u lidí s očním onemocněním věkem podmíněnou makulární degenerací nebo syndromem duplikace MECP2, což je neurologická a vývojová porucha, která je opakem Rettova syndromu - hladina MECP2 je příliš vysoká.

To, že je molekula RNA rozřezána Casem, však nemusí vždy znamenat její zánik. Někdy buňky přerušenou RNA zachrání a její konce opět spojí. Molekulární biolog Blake Wiedenheft z Montanské státní univerzity a jeho kolegové se snaží využít tohoto přirozeného procesu opravy RNA a uvažují, že by mohli použít proteiny Cas k odstřižení problematických úseků mRNA. Buňky by pak molekulu zacelily a vznikla by o něco kratší, ale funkční mRNA.

Výzkumníci tuto strategii hodnotili na buňkách nesoucích jednu z mutací, která vede k cystické fibróze. Tato změna vytváří v mRNA pro protein CFTR předčasný signál „stop“, což způsobuje, že buňky vytvářejí zkrácenou verzi molekuly, která se rychle zhoršuje. V důsledku toho mají pacienti nedostatek CFTR, který reguluje množství soli a tekutiny v plicích. Při práci s kultivovanými buňkami vědci použili protein Cas a vodicí RNA zaměřenou na signál RNA stop, aby z mRNA CFTR odstranili mutovaný úsek. Ačkoli se většina upravených mRNA rozpadla, některé se zahojily a buňky začaly chrlit CFTR, který byl téměř v plné velikosti, uvedl tým ve vydání časopisu Science ze 17. května.

Wiedenheft říká, že tento přístup není vhodný pro některé proteiny, které bez odstraněné části nemohou fungovat. Jiné však mohou fungovat bez problémů. Založil společnost, která se pokusí tyto výsledky přetavit v léčbu. Cystická fibróza podle něj pravděpodobně není z různých důvodů vhodným cílem pro terapii, ale nejméně 45 genetických onemocnění ano.

Oblast editace RNA „je v počátcích“, říká Gaj, a „pravděpodobně bude mít své porodní bolesti“. Jednou z otázek, s nimiž se výzkumníci potýkají, je, jak dostat molekuly pro úpravu RNA do správných orgánů a buněk - což je výzva, která také ztěžuje standardní genové terapie a úpravu DNA. „Největší překážkou pro editaci RNA je doručení,“ říká Mali.

Aby se editory RNA dostaly k cíli, výzkumníci je často balí do adenoasociovaného viru, který se již používá k doručování celých genů nebo k léčbě CRISPR. To je strategie společnosti Ascidian pro její léčbu Stargardtovy choroby. Vědci také používají stejný druh lipidových nanočástic, které se používají pro mRNA vakcíny. Oproti tomu oligonukleotid společnosti Wave je do těla vpravován obalený pouze cukrem, který mu umožňuje vstoupit do jaterních buněk. Každý z těchto přístupů přináší výhody i nevýhody a možná bude zapotřebí dalších strategií.

Vědci se také obávají, že nízká účinnost metod editace RNA bude léčbu brzdit. Ale editory DNA, jako je CRISPR, byly ve svých počátcích stejně neúčinné. A i léčba, která opraví jen malou část mRNA, může být pro pacienty stále přínosná, poznamenává Beal. „Mnohdy stačí jen pár procent, abyste dosáhli léčebného účinku.“

Přístupy editace RNA čelí konkurenci nejen zavedených genetických léků založených na DNA, ale také dalších terapií, které zahrnují RNA. Existuje již šest schválených terapií na bázi siRNA a 18 léků na bázi oligonukleotidů, které všechny snižují hladiny mutantních mRNA, místo aby tyto molekuly opravovaly. Přesto se vědci domnívají, že léčba editací RNA si může najít své místo. Pokud se jim to podaří, bude lidem, kteří budou tyto terapie dostávat, jedno, zda ovlivňují DNA nebo RNA, říká Gootenberg. „Pro většinu pacientů je jedno, jak se nemoc vyléčí. Důležité je, že je vyléčena.“

Zdroj: web
zpět

Kolumbus nebyl Ital, ale Žid ze západního Středomoří, tvrdí dokument

Známý mořeplavec Kryštof Kolumbus nepocházel z italského Janova, tvrdí dokumentární film odvysílaný v sobotu večer španělskou veřejnoprávní televizí TVE. Na základě rozborů DNA se badatelé domnívají, že Kolumbus byl Židem, který se narodil v západním Středomoří, pravděpodobně na území dnešního Španělska.

Podle dosavadních poznatků se Kolumbus narodil v roce 1451 v Janově do rodiny relativně chudých obchodníků s textilem a pak potravinami. V Janově se dokonce nachází replika Kolumbova rodného domu. Původní stavbu totiž v 17. století zničilo francouzské námořní bombardování.

Zavedené historické poznatky však zpochybňují někteří španělští a katalánští historici a vědci citovaní v dokumentárním filmu Kolumbova DNA – jeho skutečný původ (Colón ADN, su verdadero origen). Ti začali zkoumat Kolumbovu DNA odebranou z jeho ostatků uložených v katedrále v Seville. Podle experta na forenzní medicínu z univerzity v Granadě Josého Antonia Lorenteho výsledky výzkumu daly jednoznačnou odpověď, že Kolumbus pocházel ze židovské rodiny a ze západního pobřeží Středozemního moře.

Tomu, že Kolumbus se nenarodil a nežil v Itálii, podle autorů dokumentárního filmu napovídají i písemnosti mořeplavce. Všechny dochované dokumenty, které napsal Kolumbus, jsou v kastilštině. Kolumbův jazyk ani nevykazuje vlivy italštiny, který byl podle zavedených historických výkladů rodným jazykem mořeplavce. Tyto záznamy napovídají, že Kolumbus pocházel zřejmě z dnešního Španělska, kde v polovině 15. století žila výrazně větší židovská komunita než na Apeninském poloostrově.

Svůj původ musel skrývat, míní vědci

Podle vědců Kolumbus musel skrývat svůj původ a pravděpodobně i své skutečné vyznání kvůli perzekucím, kterým čelili Židé na konci 15. století na Pyrenejském poloostrově.

Kolumbus se vydal na svou nejznámější námořní výpravu v roce 1492. Do Španělska z ní přivezl poznatky o existenci nového území. Latinskoamerické státy se ale často ohrazují vůči tvrzení, že Kolumbus Ameriku objevil, jelikož se jednalo o již obývané území.

Ve Španělsku je 12. října státní svátek. Jedná se o připomínku připlutí Kolumba na americký kontinent. Španělsko však čelí od části latinskoamerických politiků výtkám, že se nedostatečně omluvilo za svou koloniální nadvládu, k jejímuž rozšíření výrazně přispěl právě Kolumbus svými poznatky o „novém kontinentu“.

Zdroj: Česká Televize - ČT24
zpět

Analýza DNA lvů z roku 1898 odhalila překvapivý jídelníček včetně člověka, žirafy a zebry

V roce 1898 způsobili v Keni chaos dva velcí lví samci. Tito lvi vyvolali hrůzu mezi skupinou stavitelů mostů, kteří tábořili u řeky Tsavo v Keni.

Nebyli to obyčejní lvi. Známí jako lidožrouti z Tsavo pronásledovali tábor v noci a své oběti táhli pryč do tmy. Vyžádali si životy 28 lidí.

Podplukovník John Henry Patterson, civilní inženýr projektu, byl odhodlán smrtící útoky zastavit. Po neúnavném lovu se mu podařilo oba lvy zabít.

Patterson v roce 1925 předal ostatky lvů Fieldovu muzeu v Chicagu.

Rychle se přesuneme do současnosti. Vědci z muzea spolu s Illinoiskou univerzitou v Urbana-Champaign zahájili studii, jejímž cílem je odhalit záhadu těchto nechvalně proslulých lidožroutů.

Pomocí pokročilých technik, jako je mikroskopie a genomika, analyzovali chlupy kořisti pečlivě vyjmuté ze lvích zubů. Tyto chlupy byly klíčem k pochopení stravy a chování lvů.

Vědci objevili překvapivou škálu kořisti, včetně žirafy, člověka, přímorožce, vodušky, pakoně a zebry. Lvi dokonce zkonzumovali dvě žirafy.

„Při výzkumu starověké DNA u jiných zvířat ve FMNH náš tým přišel na myšlenku aplikovat metodiku starověké DNA na tyto vzorky chlupů a dále zkoumat druhy kořisti,“ uvedla Alida de Flaminghová, která vedla genomickou analýzu chlupů, v rozhovoru pro server Interesting Engineering (IE).

Analýza DNA

Tým začal zkoumáním známek degradace DNA v průběhu času.

Poté, co potvrdili jejich pravost, obrátili svou pozornost na mitochondriální DNA (mtDNA). MtDNA se dědí po matce a lze ji využít ke sledování rodokmenu.

Pro analýzu vlasů je to výhodné díky tomu, že se mtDNA uchovává. Menší velikost mitochondriálního genomu navíc usnadňuje rekonstrukci potenciálních druhů kořisti.

Byla vytvořena databáze obsahující profily mtDNA potenciálních druhů kořisti. Ta byla použita k porovnání a identifikaci profilů mtDNA získaných z chlupů lvů.

Výzkumníci také vyvinuli techniky pro extrakci a analýzu mtDNA z fragmentů chlupů.

Analýza DNA chlupů odhalila, že lvi konzumovali žirafy, lidi, přímorožce, vodušky, pakoně a zebry a také jiné lvy.

„Jedním z překvapivých zjištění byla identifikace srsti pakoně. To je zajímavé, protože to vyvolává otázky o historickém rozšíření pakoňů v 90. letech 19. století, kdy lvi z Tsavo žili,“ řekl de Flamingh.

„Naznačuje to, že lvi z Tsavo mohli buď cestovat dál, než se dosud předpokládalo, nebo že se pakoně v oblasti Tsavo v té době vyskytovali. Nejbližší pastvina pakoňů se nacházela více než 50 mil od místa, kde byli lvi v roce 1898 zabiti na soutoku Tsavo-Athi,“ vysvětlil autor.

Lvi byli sourozenci

Bylo zjištěno, že lvi byli sourozenci, protože měli „stejný mitochondriální genom děděný po matce“. Narodili se pravděpodobně v Keni nebo Tanzanii.

Vědce navíc překvapilo, že v jídelníčku lvů bylo nalezeno jen málo důkazů o přítomnosti buvolů, přestože jsou dnes buvolci jejich preferovanou kořistí.

„Nyní, když máme k dispozici molekulární metodiku, která umožňuje identifikovat druhy kořisti z velmi malých (menších než nehet vybíravého prstu) kousků fragmentované starobylé srsti, jsme nadšeni, že můžeme tuto metodiku rozšířit na další analýzu různých vrstev zhutnělé srsti ze zubních dutin,“ řekl de Flamingh.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Australské sestry, jednovaječná dvojčata, chtějí sdílet vše, i životního partnera. Teď ho hledají

Jednovaječná dvojčata, sestry April a Amelia Maddisonovy z australského města Gold Coast se rozhodly, že budou sdílet partnera a žít jako trojice. Dělaly jsme vždy všechno společně, a tak to i zůstane, tvrdí dvacetileté sestry, které již začaly hledat vhodného muže.

April a Amelia sdílely všechno od chvíle, kdy se narodily – od panenek Barbie přes jízdní kola, šaty až po make-up. Vždy jim to přišlo zcela přirozené, potvrdily serveru News.com.au sestry, které jsou od sebe téměř k nerozeznání.

Také v dospělosti si podle svých slov zůstaly neuvěřitelně blízké, proto se rozhodly, že budou mít společného i životního partnera. Tedy jakmile najdou „toho pravého“, jenž by jejich jedinečný požadavek dokázal naplnit.

„Lidé říkají, že je to úchylka, když jsou dvojčata zamilovaná do stejné osoby. Ale Amelia i já máme stejný vkus téměř ve všem,“ řekla April s tím, že stejné hodnoty hledají také u mužů.

„Máme rády kluky, kteří jsou vysocí, svalnatí, tetovaní a hezcí. A co je hlavní, musí být laskaví, nohama na zemi a s velkým smyslem pro humor,“ upřesnila April. „Chceme se společně procházet po pláži, společně chodit nakupovat. Doufejme, že mu nebude vadit nosit naše tašky,“ dodala.
Sex jen odděleně

V minulosti měly obě oddělené vztahy, ale jejich partneři prý často žárlili na jejich silné sesterské pouto. Tato zkušenost je přivedla na myšlenku, že si najdou společného muže.

„Když některá z nás měla přítele, byl zpočátku rád, že chodí s dvojčetem. Pak ale rychle začal žárlit, když jsme byly jako sestry spolu, a ne s ním,“ řekla Amelia podle deníku The New York Post.

Sestry nicméně ujistily, že i když budou chodit na rande a trávit čas společně „jako tlupa“, jedna aktivita určitě zůstane oddělená – sex. „Náš partner bude vždy jen s jednou z nás,“ ujistila April.

„Protože máme každá svou ložnici, bude se u nás střídat. Možná polovinu týdne v jedné posteli, zbytek týdne v druhé posteli,“ vysvětlila April s tím, že se ani ona, ani Amelia žárlivosti v intimním životě neobávají.

„Jsme nejlepší přátelé,“ zdůraznily sestry, které využívají své podobnosti a už dva roky si vydělávají tvorbou online obsahu. Nedávno si pořídily honosnou vilu s bazénem v Gold Coast za šest milionů australských dolarů (94,2 mil. Kč).

April a Amelia si podle svých slov uvědomují, že jejich představa o životním partnerovi může u veřejnosti vzbuzovat pohoršení. „Lidé mají tendenci soudit kohokoli nebo jakoukoli situaci, které nerozumí. Nemusí, našemu životnímu stylu to vyhovuje. Pokud jsme všichni šťastní a nikomu neubližujeme, na názorech druhých nám nezáleží,“ řekla Amelia.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

CRISPR a česnek mohou ochránit svět před klimatickou katastrofou

Pokud bude úsilí výzkumníků úspěšné, mohli by potenciálně eliminovat největší lidmi způsobený zdroj metanu a významně ovlivnit trendy globálního oteplování.

Výzkumníci z Kalifornské univerzity v Davisu a Institutu inovativní genomiky provádějí několikaletý experiment, jehož cílem je změnit trávicí procesy v kravských žaludcích.

Krávy, které jsou hojně konzumovány po celém světě, produkují značné množství metanu, silného skleníkového plynu, který se podílí na globálním oteplování 30 %.

Tým využívá technologii CRISPR ke genetické modifikaci mikrobů v žaludcích krav s cílem snížit nebo eliminovat tyto emise metanu.

„Je to zcela netradiční,“ řekl Ermias Kebreab, profesor živočišných věd na Kalifornské univerzitě v Davisu. „Nikdo to předtím neudělal.“

Potenciální řešení ze složek těstovin?

Kráva vypustí ročně v průměru přibližně 220 kilogramů metanu, což je asi polovina emisí, které vyprodukuje typický automobil. Podle Organizace pro výživu a zemědělství jsou krávy zodpovědné za přibližně 4 % globálního oteplování.

Pokud bude úsilí výzkumníků úspěšné, mohli by potenciálně eliminovat největší lidmi způsobený zdroj metanu a významně ovlivnit trendy globálního oteplování.

Přestože přidávání látek, jako jsou mořské řasy, oregano nebo česnek, do krmiva pro krávy může snížit emise metanu až o 80 %, je tento přístup proveditelný pouze pro přibližně 10 % skotu ve Spojených státech - převážně pro dojnice, které jsou krmeny denně.

Stejná situace platí celosvětově. Zbylý dobytek, především masný, se pase na pastvinách a živí se trávou a pící. Zavedení takových změn ve výživě těchto miliard kusů volně paseného skotu by bylo logisticky náročné.

Probiotické tablety na pomoc

Emise metanu z říhání krav pocházejí z mikrobů produkujících plyn v trávicím systému krav. Genetickým inženýrstvím těchto mikrobů, které produkují méně metanu, chtějí vědci snížit emise ještě před jejich vyloučením.

„Snažíme se přijít s řešením, jak snížit množství metanu, které by bylo snadno dostupné a levné, bez omezení a limitů, a které by mohlo být dostupné nejen pro Kalifornii, ale celosvětově,“ řekl Matthias Hess, profesor živočišných věd na Kalifornské univerzitě v Davisu.

Vědci předpokládají, že vytvoří typ probiotické pilulky, která by se mohla podávat kravám při narození a potenciálně trvale změnit jejich mikrobiom. Tento přístup navazuje na předchozí úspěchy s editací genů, jako je šlechtění skotu bez rohů nebo s žáruvzdornou hladkou srstí.

Na rozdíl od těchto snah se tento projekt zaměřuje na samotný mikrobiom a nabízí potenciální řešení, které by se dalo použít u různých plemen krav.

Výzvy a cesta vpřed

Probiotická pilulka určená ke snížení emisí metanu u krav by mohla také zvýšit produktivitu farmy. Krávy ztrácejí až 12 % energie říháním metanu a podobné ztráty mají i další přežvýkavci jako ovce a kozy.

První testy tohoto probiotika budou prováděny na Kalifornské univerzitě v Davisu, kde budou výzkumníci sledovat emise metanu pomocí sledování říhání krav, aby mohli posoudit účinnost léčby.

Před námi jsou však ještě další výzvy. Vědci sice prokázali schopnost upravovat geny mikrobů, ale zatím se jim podařilo upravit jen malou část mikrobů ve střevech krav. Vědci stále vyvíjejí nástroje pro genovou editaci mikrobů a mapují druhy mikrobů, čímž efektivně budují své metody.

Navzdory těmto obavám jsou potenciální přínosy mikrobiální editace přesvědčivé. Metan produkují nejen krávy, ale také kozy, ovce, a dokonce i přírodní zdroje, jako je arktický permafrost a mokřady mírného pásma. Poznatky získané z tohoto výzkumu by podle vědců mohly vést k zásahům do dalších zvířat a ekosystémů.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Britští výzkumníci odhalili genetickou náchylnost k zánětlivému onemocnění střev

Britští vědci letos zřejmě objevili genetickou podmíněnost zánětlivého onemocnění střev, tzv. idiopatických střevních zánětů (inflammatory bowel disease – IBD). Našli totiž slabé místo v genetické informaci uvnitř DNA, které je přítomno u 95 procent lidí s tímto onemocněním. Kvůli anomálii se některé imunitní buňky pravděpodobně chovají při infekci nestandardně, jakoby „zpanikaří“, což následně způsobí nadměrný zánět ve střevech.

Výzkumný tým zároveň nedávno zjistil, že některé léky, které již existují, jsou schopny zvrátit nemoc IBD při laboratorních experimentech (in vitro). A nyní se odborníci zaměřují na analogické testy na lidech (in vivo).

Nejčastějšími formami přetrvávajícího zánětlivého onemocnění střev jsou Crohnova choroba a ulcerózní kolitida.

Odhaduje se, že např. ve Velké Británii postihují kolem půl milionu lidí, často už i mladistvé nebo mladé dospělé. V Česku se s chronickými záněty střev potýká zhruba 70 tisíc osob.

Co se týká zmíněné Británie, zpravodajská stanice BBC uvedla v červnu jako příklad Lauren Golightlyovou, které je aktuálně 27 let – ta měla první příznaky ve svých 16 letech. Tehdy mj. trpěla žaludečními křečemi a byla u ní pozorována přítomnost krve ve stolici. To však bylo přičítáno jejím bujarým večírkům.

Až když jí bylo 21 let a podstoupila operaci slepého střeva, lékaři zjistili, že má Crohnovu chorobu. Před třemi lety dokonce musela podstoupit nouzovou stomii (vývod) poté, co jí přestala fungovat část střev. Dodnes musí brát hodně léků proti bolesti, a to kvůli počtu operací, které musela prodělat. „Není to život, který bych chtěla žít,“ říká Lauren.

Co se při IBD děje

Jednou ze součástí imunitního systému, která se na rozvoji IBD významně podílí, je skupina bílých krvinek zvaná makrofágy. Jejich úkolem je pohlcování a likvidace cizorodých materiálů. Tyto buňky zaplavují výstelky střev, kde uvolňují chemické látky nazývané cytokiny a ty pak vedou k masivnímu zánětu. Zánět je sice obecně součástí normální reakce těla na infekci, ale když je příliš intenzivní nebo trvá dlouho, může mít pro tělo pacienta zničující zdravotní následky.

Skupina vědců z britských institucí Francis Crick Institute a University College London provedla hlubokou genetickou analýzu, aby se pokusila odhalit příčinu IBD. Objevili část genetického kódu uvnitř DNA, která se ukázala být „hlavním regulátorem“ zánětu generovaného makrofágy. Tato část sedí přímo na „vrcholu jisté řídicí pyramidy“, říká dr. James Lee z Institutu Francise Cricka. Jmenovitě jde o kauzální gen ETS2.

Gen totiž řídí produkci sady zánětlivých chemických látek, které makrofágy uvolňují, a někteří lidé se rodí s verzí genu, která činí jejich tělo náchylným k nadměrné zánětlivé imunitní reakci.

Dr. Lee k tomu poznamenal: „Toto je nepochybně jedna z hlavních cest, která když se u člověka pokazí, pak se u něj vyvine zánětlivé onemocnění střev. Při tomto procesu dojde k abnormálnímu chování jedné z nejdůležitějších buněk, které to způsobuje.“

Může existovat svět např. bez Crohnovy choroby?

Další experimenty, které byly podrobně popsány v časopise Nature, ukázaly, že některé léky, které již byly schváleny pro jiné diagnózy, jako je např. rakovina, dokázaly tento nadměrný zánět zklidnit. Tyto experimenty byly provedeny na vzorcích tkání pocházejících od pacientů s IBD.

„Zjistili jsme nejen to, jak a proč se ‚to‘ ve střevě pokazí, ale i potenciální nový způsob léčby této nemoci,“ popisuje Lee, který je také gastroenterologem v londýnské Royal Free Hospital.

Přesto bohužel zatím v nejbližší době nedojde k nové léčbě IBD. Výzkumníci sice mají náskok, protože dané léky již existují, ale potřebují najít způsob, jak příslušné účinné látky směrovat pouze na makrofágy, aby nedocházelo k vedlejším účinkům jinde v těle.

Léky a jejich dávkování by také musely být přesně „kalibrovány“, aby sice došlo ke zklidnění IBD, ale ne k přehnanému utlumení zánětu, díky kterému organismus bojuje s různými infekcemi. To by pak vedlo k tomu, že organismus pacienta bude naopak zachvácen neregulovanou infekcí. Cílem vědců je zahájit příslušné klinické studie na pacientech do pěti let.

„Tento výzkum je opravdu vzrušujícím krokem směrem k možnosti, že jednoho dne budeme žít ve světě bez Crohnovy choroby a kolitidy,“ prohlásila Ruth Wakemanová z charitativní organizace Crohn’s & Colitis UK.

„Crohnova choroba a kolitida jsou bohužel komplexními a celoživotními stavy, na které neexistuje žádný lék, ale výzkum, jako je tento, nám pomáhá odpovědět na některé z velkých otázek ohledně toho, co je způsobuje,“ dodala.

Genetická náchylnost je však stále jen jednou polovinou příběhu. Ke spuštění a vývoji nespecifických neboli idiopatických zánětlivých střevních onemocnění zřejmě dochází také vlivem určité stravy a užívání antibiotik.

Příznaky IBD:

průjem
bolesti žaludku nebo křeče
krev ve stolici
krvácení z konečníku
únava
hubnutí bez toho, aby se o to pacient snažil

Toto onemocnění se liší od syndromu dráždivého tračníku (IBS), i když se některé příznaky překrývají. Diagnóza IBD je stanovena pouze v případě, když je ve střevech zánět.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vědci z Masarykovy univerzity popsali genetickou mutaci způsobující alzheimera

O kousek blíže k lepší diagnostice a léčbě Alzheimerovy choroby je věda díky výzkumníkům z lékařské fakulty brněnské Masarykovy univerzity. Popsali genovou mutaci ovlivňující vznik a rozvoj tohoto onemocnění způsobujícího demenci. Na výzkumu spolupracovali s vědci z Aarhuské univerzity v Dánsku. Alzheimerovou chorobou trpí v ČR okolo 150 tisíc lidí.

Vědci se zaměřili na tzv. familiární formu tohoto onemocnění, která se projevuje v nižším věku a je způsobena genetickými faktory. Přibývalo totiž důkazů, že vedle tradičních genů, jako jsou APP, PSEN1 a PSEN2, hraje v rozvoji familiární Alzheimerovy choroby roli také gen SORL1.

Mutace tohoto genu mohou narušovat funkci proteinu SORLA, a tím negativně ovlivňovat procesy v mozkových buňkách. Právě tím se zvyšuje riziko vzniku Alzheimerovy choroby.

„Výzkum nyní tuto teorii potvrdil,“ řekl Novinkám mluvčí fakulty Václav Tesař.

Zkoumali onemocnění u tří rodin

Z 500 variant genu SORL1 se studie zaměřila na tu s označením p.Y1816C, která byla zjištěna u tří rodin z Itálie, Nizozemska a Španělska, v nichž nositelé trpěli časnou formou Alzheimerovy choroby.

„Charakterizovali jsme mutaci p.Y1816C a důsledně popsali její funkci i to, jakým způsobem ovlivňuje funkci lidských neuronů vytvořených z kmenových buněk. Za normálních okolností totiž SORLA protein vytváří dimery nezbytné pro správný transport materiálů uvnitř buňky. Pokud ale zmutuje, tomuto procesu brání,“ uvedla vedoucí výzkumu Dáša Bohačiaková.

Nová studie poskytuje důkazy o tom, že daná varianta SORL1 genu způsobuje onemocnění. Informoval o ní i prestižní žurnál Proceedings of the National Academy of Sciences.

Další krůček k lepší léčbě

Výzkum odborníků z brněnské lékařské fakulty přispívá k lepšímu porozumění genetickým faktorům a molekulárním mechanismům Alzheimerovy choroby. Identifikace a studium konkrétních genetických variant ovlivňujících její rozvoj může v budoucnu vést k včasnější a lepší diagnostice i účinnější léčbě. Celkově by se tak mohla zlepšit kvalita života pacientů.

A netýká se to jen pacientů trpících alzheimerem. Jiné studie totiž naznačují, že gen SORL1 má vliv i na vznik některých dalších neurodegenerativních onemocnění, včetně Parkinsonovy choroby. Výzkum brněnských vědců navíc ukazuje, že defekty způsobené mutací p.Y1816C mohou být alespoň částečně napraveny modifikací příslušného proteinového receptoru.

„Jestliže víme, že konkrétní genová mutace má příčinný vliv na vznik Alzheimerovy choroby, a budeme vědět i to, že v rodině je opakovaný výskyt onemocnění, budeme se na tuto mutaci moci včas zaměřit a zpřesnit genetický screening i diagnostiku,“ vysvětlila Bohačiaková na závěr.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Obrácené stárnutí: Oblíbený levný lék na cukrovku metformin by mohl pomoci zachovat mládí

Vědci zjistili, že lék zpomaluje proces stárnutí různých tkání, jako jsou plíce, ledviny, játra, kůže a mozek.

V důkladné 40měsíční studii vědci zjistili, že levný lék na cukrovku zpomaluje stárnutí opičích samců a je obzvláště účinný při zpomalování účinků stárnutí mozku.

Výsledky naznačují, že metformin, běžně používaný lék, může zpomalovat proces stárnutí u lidí.

Opice, které dostávaly metformin každý den, vykazovaly pomalejší úbytek mozku související s věkem ve srovnání s opicemi, které tento lék nedostávaly.

Kromě toho se jejich neuronová aktivita podobala aktivitě opic mladších asi o šest let (což odpovídá přibližně 18 lidským letům) a zvířata měla lepší poznávací schopnosti a zachovanou funkci jater.

Účinky proti stárnutí

Tato studie, publikovaná 12. září v časopise Cell, uvádí, že metformin zpomaluje tempo stárnutí v různých tkáních samců primátů.

Metformin se již více než 60 let používá ke snížení hladiny cukru v krvi u jedinců s cukrovkou 2. typu. Je druhým nejčastěji předepisovaným lékem ve Spojených státech.

Již dlouho je známo, že tento lék má účinky i mimo léčbu cukrovky, což vedlo vědce k jeho studiu proti onemocněním, jako je rakovina, kardiovaskulární onemocnění a stárnutí.

Údaje od červů, hlodavců, much a lidí, kteří tento lék na cukrovku užívali, naznačují, že může mít účinky proti stárnutí.

Jeho účinnost proti stárnutí však dosud nebyla přímo testována na primátech a není jasné, zda se jeho potenciální účinky proti stárnutí projevují snížením hladiny cukru v krvi, nebo jiným mechanismem.

Guanghui Liu, biolog, který se zabývá výzkumem stárnutí na Čínské akademii věd v Pekingu, a jeho kolegové provedli studii, v níž testovali lék na 12 starších samcích makaků rodu Cynomolgus. Kontrolní skupinu tvořilo 16 starších opic a 18 mladých zvířat nebo zvířat středního věku.

Zpomaluje stárnutí plic, ledvin, jater, kůže a mozku.

Opice dostávají každý den standardní dávku metforminu používanou k léčbě lidské cukrovky.

Zvířatům byl lék podáván po dobu 40 měsíců, což odpovídá přibližně 13 letům u lidí.

Během studie Liu a jeho kolegové odebírali vzorky tkání a orgánů 79 druhům opic, snímkovali mozky zvířat a prováděli běžná fyzikální vyšetření.

Analýzou buněčné aktivity ve vzorcích vědci vytvořili výpočetní model pro určení biologického věku tkání, který se může lišit od chronologického věku zvířat.

Vědci zjistili, že lék zpomalil proces biologického stárnutí různých tkání, například plic, ledvin, jater, kůže a čelního laloku mozku. Zjistili také, že snižuje chronický zánět, který je hlavním ukazatelem stárnutí.

Cílem studie nebylo zjistit, zda lék prodloužil zvířatům život. Předchozí výzkum neprokázal vliv na délku života, ale ukázal, že prodlužuje zdravotní rozpětí - počet let, které organismus prožije ve zdraví.

„Metformin má potenciál účinně zvrátit stárnutí orgánů u opic,“ vysvětlil Liu.

Autoři také identifikovali potenciální cestu, kterou lék chrání mozek. Aktivuje protein zvaný NRF2, který chrání před poškozením buněk vyvolaným poraněním a zánětem.

Přestože jsou tyto výsledky povzbudivé, Liu říká, že bude nutné provést ještě mnoho dalších výzkumů, než bude lék ověřen jako látka proti stárnutí u lidí.

Liu a jeho kolegové zahájili ve spolupráci s biofarmaceutickou společností Merck v německém Darmstadtu, která vyvinula a vyrábí metformin, studii na 120 osobách.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Genom z fosilie neandrtálce odhaluje ztracený kmen, který byl po tisíciletí odříznut od světa

Analýza DNA z fosilie neandrtálce nalezené ve francouzské jeskyni ukazuje, že patřil ke skupině, která byla izolovaná více než 50 000 let.

Genetická analýza fosilie neandertálce nalezené ve Francii ukazuje, že pocházel z dosud neznámé linie, pozůstatku dávné populace, která zůstávala v extrémní izolaci více než 50 000 let. Toto zjištění vrhá nové světlo na závěrečnou fázi existence tohoto druhu.

Fosilie, nazvaná Thorin podle postavy z knihy Hobit od J. R. R. Tolkiena, byla objevena v roce 2015 v jeskyni Grotte Mandrin v údolí Rhôny v jižní Francii, když Ludovic Slimak z Centra antropobiologie a genomiky v Toulouse objevil v půdě jeskyně několik zubů. Během následujících devíti let byla kostra pečlivě vykopána, aby bylo odhaleno 31 zubů, čelistní kost, část lebky a tisíce dalších úlomků kostí.

To byl sám o sobě neuvěřitelný objev, protože pozůstatky neandertálců - kteří žili v Eurasii přibližně od doby před 400 000 lety až do svého vymření před 40 000 lety - jsou mimořádně vzácné.

Ještě překvapivější bylo, že Thorinův genom bylo možné získat z úlomku jednoho z jeho zubů, protože DNA se v teplém podnebí obvykle nezachovává. To odhalilo, že fosilie pochází ze samce, ale otevřelo záhadu, jejíž rozluštění trvalo několik let.

Porovnáním jeho genomu s genomy jiných neandertálců Slimak a jeho kolegové odhadli, že Thorin žil přibližně před 105 000 lety. Archeologické nálezy a analýza izotopů v jeho kostech však jednoznačně ukázaly, že Thorin žil maximálně před 50 000 lety - byl tedy „pozdním neandertálcem“ z poslední fáze existence tohoto druhu.

„Velmi dlouho jsme byli [genetici] přesvědčeni, že Thorin byl skutečně raným neandrtálcem, a to jen proto, že jeho genetická linie byla tak vzdáleně příbuzná se současnými neandrtálci ve stejné oblasti,“ říká členka týmu Tharsika Vimala z Kodaňské univerzity. „Na druhé straně byli archeologové přesvědčeni, že se jedná o pozdního neandertálce. Trvalo roky práce obou stran, než jsme se dopracovali k odpovědi.“

Nakonec si vědci uvědomili, že museli objevit dosud neznámou linii neandertálců. Thorin byl součástí malé skupiny, která žila před 42 000 až 50 000 lety. Zdá se, že tato skupina byla pozůstatkem mnohem starobylejší neandertálské populace, která se od hlavní neandertálské populace oddělila asi před 105 000 lety a poté zůstala geneticky izolovaná po více než 50 000 let.

Thorinova DNA nevykazovala žádné známky křížení mezi jeho rodem a rodem hlavní neandertálské populace, přestože žil v těsné blízkosti. „Thorin byl zcela odlišný od všech ostatních neandrtálců,“ říká Slimak.

Tato izolace mohla učinit skupinu obzvláště zranitelnou. „Dlouhodobá izolace nebo příbuzenské křížení může být pro přežití populace škodlivé, protože může v průběhu času snižovat genetickou rozmanitost, což může mít následně negativní dopad na naši schopnost přizpůsobit se měnícímu se prostředí,“ říká Vimala.

Slimak, Vimala a jejich kolegové poté znovu analyzovali genom jiného neandrtálce, který žil před přibližně 43 000 lety v Les Cottés ve Francii. V jeho DNA nalezli stopy „přízračné populace“, která vznikla při křížení s jinou neznámou skupinou neandertálců před 15 000 až 20 000 lety.

„To znamená, že mezi pozdními neandertálci musely existovat nejen dvě populace, ale velmi pravděpodobně tři,“ říká Slimak. Dříve se předpokládalo, že v době před svým vyhynutím byli všichni neandertálci součástí jedné geneticky podobné populace.

„Důkazy z Grotte Mandrin jsou fascinující, protože poskytují zajímavý pohled na tyto pozdně neandertálské populace a jejich dynamiku,“ říká Emma Pomeroyová z univerzity v Cambridge.

Zdroj: New Scientist
zpět

Nová metoda používá paprsky světla k ohýbání vláken DNA pro lepší pochopení jednotlivých chorob

Vědci z Princetonu vyvinuli nový nástroj, který jim umožňuje fyzicky přesouvat DNA a studovat tak expresi genů do dosud nevídaných hloubek.

Výzkumný tým z Princetonu vyvinul převratný nástroj pro studium chromozomů pomocí fyzického přesouvání vláken DNA.

Po nalezení a použití klíče mohou získat přístup k nejhlubším mechanismům genové exprese a najít nová řešení nemocí, jako je například rakovina.

Podle studie museli nejprve vyřešit dlouholetou vědeckou záhadu tím, že zjistili, že chromozomy se chovají jako pružné a tekuté. Tento poznatek využili k fyzické manipulaci s DNA, kdy ohýbali vlákna zpět a zkoumali tak genom.

Na základě předchozího výzkumu kondenzátů, třídy organel bez membrány, které vykonávají funkce v buňce a poté se rozptýlí, tým přišel na způsob, jak bioinženýrsky vytvořit kondenzáty, které reagují na laserové světlo. To jim umožňuje odhrnout „závěsy“, tedy vlákna DNA, jak vysvětluje studie.

Nyní mohou vědci pomocí těchto kapalných forem hmoty manipulovat se strukturou DNA a posoudit, jak by to mohlo změnit genovou expresi.

„To, co se zde děje, je skutečně neuvěřitelné,“ řekl Cliff Brangwynne, ředitel Omenn-Darlingova bioinženýrského institutu v Princetonu a vedoucí studie. „V podstatě jsme z kapiček udělali malé prstíky, které tahají za genomové struny v živých buňkách.“

Princetonští vědci vytvořili nový nástroj, který umožňuje porozumět genové expresi jako nikdy předtím.

Dostaneme se na nejhlubší úroveň buňky

Vědci studují genovou expresi do stále větší hloubky, což je příslibem pro nalezení nemoci ještě před jejím začátkem nebo přesného mechanismu, který dysfunkci vůbec způsobuje.

Výzkumníci z Princetonu však přišli na způsob, jak si doslova pohrát se samotnou strukturou DNA. Mohou dokonce přitáhnout několik vláken k sobě, až se dotknou, a to tak, že nasměrují kondenzaci do určitých míst na vláknech DNA.

Hlavně pomocí laserového světla mohli „rychle a přesně řídit jejich pohyb prostřednictvím sil zprostředkovaných povrchovým napětím, známých také jako kapilární síly“.

„Takto přesnou kontrolu nad uspořádáním jader v tak rychlém časovém horizontu jsme dosud neměli,“ uvedl Brangwynne v tiskové zprávě Princetonu. Tento nástroj poskytuje způsob, jak zkoumat genovou expresi v nových, ohromujících detailech a vědu o materiálech genové exprese.

Mohli by vědci hrát na naši DNA jako na fyzikální symfonii?

Zatímco tato funkce může probíhat náhodně, s tímto nástrojem mohou vlákna ovládat a pozorovat, jak geny reagují, a studovat tak fyzikální materiál chromozomů, struktury DNA z nitkovitých vláken pevně navinutých kolem milionů proteinů v jádře každé buňky.

Nový nástroj přirovnávají k technologii CRISPR, s tím rozdílem, že neupravuje gen, ale otevírá nový způsob, jak pochopit a případně léčit určité třídy onemocnění, konkrétně související s nerovnováhou proteinů, jako je rakovina.

Díky této technologii zkoumání genomu mohou „vytvořit mapu toho, co se děje... a lépe pochopit, když jsou věci neuspořádané, jako například u rakoviny,“ jak uvádí postdoktorandka Amy R. Stromová.

Co zatím nevědí a co by mohlo být další fází jejich výzkumu, je, zda mohou „řídit množství exprese změnou polohy genu“. V převratném přístupu, který se zdá být téměř sci-fi, budou vědci možná brzy schopni manipulovat s materiálem genů a řešit tak poruchy jejich funkcí v samotné podstatě.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Nová genová terapie zlepšuje, u pacientů se vzácným očním onemocněním, zrak až 10 000krát

Nová studie genové terapie prokázala, že je nadějná pro zlepšení zraku u lidí se vzácným genetickým onemocněním.

Tato genová terapie byla vyvinuta pro pacienty s Leberovou kongenitální amaurózou (LCA1). Toto genetické onemocnění vede k velké ztrátě zraku v raném dětství a celosvětově postihuje méně než 100 000 lidí.

Po podání této terapie se některým účastníkům studie zlepšil zrak „100krát“. Pozoruhodné je, že několik z nich uvedlo „desetitisícinásobné zlepšení“ zraku po podání maximální dávky této nové genové terapie.

„Toto desetitisícinásobné zlepšení je stejné, jako kdyby pacient viděl své okolí za měsíční noci venku, oproti tomu, když před léčbou potřeboval jasné vnitřní osvětlení,“ řekl Artur Cideciyan, hlavní autor a profesor oftalmologie.

„Jeden z pacientů poprvé uvedl, že se o půlnoci venku dokázal orientovat pouze za svitu táboráku,“ řekl Cideciyan, který je zároveň spoluředitelem Centra pro dědičné degenerace sítnice.

Na klinických studiích se podíleli vědci z Perelmanovy lékařské fakulty Pensylvánské univerzity.

Terapie aplikovaná chirurgicky

Genová terapie (ATSN-101) je speciálně navržena tak, aby se zaměřila na genetickou mutaci v genu GUCY2D a opravila ji. Tento gen vytváří proteiny podporující vidění. ATSN-101 je „upraven z mikroorganismu AAV5“.

Do studie fáze I/II bylo zařazeno 15 účastníků, z nichž tři byli dětští pacienti. Pacientům byly pod sítnici chirurgicky aplikovány různé dávky genové terapie.

Všichni účastníci trpěli „těžkou ztrátou zraku“ - jejich nejlepší vidění bylo 20/80 nebo horší.

To znamená, že pokud by člověk s normálním zrakem viděl jasně předmět ze vzdálenosti 80 stop, tito pacienti by se museli přiblížit na 20 stop, aby jej viděli jasně.

Ukázalo se, že genová léčba je bezpečná a účinná, přičemž zlepšení zraku začalo během jednoho měsíce a trvalo nejméně rok.

Tři ze šesti pacientů, kteří dostali nejvyšší dávku, byli schopni se orientovat v různých světelných podmínkách. Při dalších testech byly použity oční tabulky, které určovaly, jak dobře jedinci vidí slabé záblesky světla.

U dvou účastníků, kteří užívali vysoké dávky, došlo k pozoruhodnému desetitisícinásobnému zlepšení zraku.

„Je velmi potěšující vidět úspěšnou multicentrickou studii, která ukazuje, že genová terapie může být dramaticky účinná,“ uvedl Cideciyan v tiskové zprávě.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Laboratoř nebude potřeba: Nová forenzní technologie zkracuje dobu testu DNA při sexuálním napadení na 45 minut

Výzkumníci představili novou metodu pro oddělení DNA dvou jedinců pomocí techniky diferenciálního štěpení v kombinaci s digitální mikrofluidikou.

Vědci se stali průkopníky nové metody zkoumání důkazů v případech sexuálních útoků. Tato inovativní technika má potenciál výrazně urychlit forenzní proces a zkrátit dobu potřebnou k analýze důkazů DNA.

Urychlením tohoto klíčového kroku by nová metoda mohla pomoci zmírnit klíčovou obavu obětí - že forenzní analýza důkazů je příliš pomalá, což je často odrazuje od ohlášení napadení.

„Rychlejší a dostupnější analýza DNA může jednoho dne umožnit (rychlé) testování všech důkazů o sexuálních útocích, aniž by bylo nutné projít mnoha překážkami, které jsou v současnosti v systému,“ řekl vedoucí autor Mohamed Elsayed v rozhovoru pro Interesting Engineering (IE).

„Naším plánem je vyvinout přístroj, který za pět minut zvládne to, co v současnosti trvá 45 minut,“ říká Elsayed. „A provést mnohem více vzorků než dosud.“

Zkrácení doby testování vzorků v případech sexuálních útoků

Zpracování forenzních důkazů v případech sexuálních útoků zahrnuje složitý, vícefázový postup. Obvykle proces začíná odběrem DNA od oběti, která je poté převezena do specializované forenzní laboratoře, kde se jí ujme zkušený technik.

Prvním úkolem v laboratoři je oddělit DNA útočníka od DNA oběti. Jakmile je toto oddělení provedeno, je analyzována DNA útočníka, která pomůže identifikovat potenciálního podezřelého.

Celá tato sekvence může trvat několik dní, týdnů nebo i déle. Značnou část tohoto času zabere přeprava důkazů do laboratoře, a jakmile se tam dostanou, je rychlost analýzy ovlivněna množstvím dalších případů, které čekají na vyšetření.

Výzkumníci se soustředili na počáteční a klíčový krok - izolaci DNA dvou osob z jednoho vzorku. V současné době tento krok provádějí ručně kvalifikovaní odborníci v laboratoři, protože neexistuje žádná automatizovaná metoda, která by tento úkol prováděla.

Technologie

Elsayed a jeho tým představili novou metodu separace DNA dvou jedinců pomocí techniky diferenciálního štěpení v kombinaci s digitální mikrofluidikou. Tento přístup řeší mnoho logistických a technických obtíží současných postupů.

Elsayed vysvětluje: „Volba digitální mikrofluidiky nám umožnila automatizovat většinu kroků diferenciálního štěpení, což výrazně snížilo množství potřebného času.“

„Při kombinaci digitální mikrofluidiky s rychlou DNA je tedy celý pracovní postup téměř plně automatizován. Těch několik zbývajících manuálních kroků je velmi jednoduchých a nevyžadují rozsáhlé školení.“

Výzkumníci zefektivnili postup tím, že snížili počet manuálních kroků potřebných k izolaci DNA útočníka ze třinácti na pouhých pět.

Tato nová technika v sobě navíc skrývá potenciál mobilního řešení, které by mohlo obejít potřebu tradiční laboratoře. Testování DNA by například mohlo být prováděno přímo v nemocnici, kam byla oběť sexuálního útoku převezena, čímž by se odstranilo zdržení způsobené převozem vzorku do laboratoře a čekáním ve frontě na analýzu.

Na otázku, jak rozsáhlé školení by bylo nutné pro nemocniční personál, aby mohl tento test provádět, Elsayed odpověděl: „Předpokládáme, že několik hodin školení bude stačit. Množství potřebných dovedností je podobné jako v předchozí studii, kdy experimenty prováděl nemocniční personál, který byl naivní v oblasti digitální mikrofluidiky.“

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

DNA není jenom vaše, varuje expertka, která odhaluje zločiny. Stačí mít vzorky deseti procent populace a dohledáte každého

Jde o pravděpodobnost hraničící s jistotou. Možnost, že má někdo stejný profil jako vy, je jedna ku deseti na třicátou pátou. To jsou čísla, která si neumíme představit, říká forenzní genetička Halina Šimková k tomu, jestli se při odhalování zločinů z DNA může stát chyba. Tu podle ní do jisté míry sdílíme, a proto vysvětluje, jak znalost DNA příbuzného může pomoci k usvědčení pachatele.

„Jestli je DNA jenom vaše? Když vezmete nějakou velmi komplexní analýzu své DNA a dáte ji do nějaké databáze, protože chcete dohledat své příbuzné, tak tam dáte současně polovinu informací svého dítěte, které s tím už nemusí souhlasit,“ komentuje expertka, že si řada lidí neuvědomuje, jak může zacházení s jejich genetickou informací ovlivnit další osoby. Pokud by se pominuly právní aspekty, podle genetičky by pak bylo možné najít pachatele zločinu i podle jeho příbuzných.

„Zjistím, že sice ten člověk tam sám není, ale vidím, že je tam nějaká druhostupňová sestřenice a vzdálená teta. Ty dva lidi vezmu, a kde je ten průsečík, na toho člověka dojdu,“ popisuje genetička a dodává, že v evropských databázích k takovému sdílení informací kvůli GDPR nedochází, ale ve Spojených státech je situace daleko benevolentnější.

Podle Šimkové by stačilo, abychom měli k dispozici vzorky DNA asi deseti procent populace a bylo by možné dohledat každého. „Musela by populaci pokrývat rovnoměrně. Technologie je ale dnes velmi pokročilá. Analýza dokáže velmi dobře odpovídat i na charakter příbuznosti,“ dodává.

Expertka v rozhovoru se Světlanou Witowskou mluví také o tom, jak jsou detektivky odlišné od relativně „banálních“ vražd, které se typicky dějí v Česku, ale také, jestli by sama zvládla spáchat dokonalý zločin. „Asi bych to dokázala technicky naplánovat líp než někdo jiný právě proto, že mám určité informace. Daleko spíš ale závisí na tom, jak jste emočně schopní tu situaci zvládnout a jak jste schopen postupovat. Tam si myslím, že bych selhávala,“ tvrdí.

A jaké vzorky jsou podle ní jako genetičky nejlepší ke zkoumání? „Nejčastěji jsou to tělní tekutiny ve větším než úplně malinkatém množství. To ale znamená, že třeba milimetrová kapka něčeho je dostatečné množství, pokud ten vzorek není nějak zdegradovaný právě nějakými nevhodnými podmínkami,“ popisuje expertka, s tím, že „perfektní“ jsou samozřejmě sliny, krev, ejakulát nebo kožní epitelie.

Zdroj: Aktuálně.CZ
zpět

Britové hledají cestu zpět do EU prostřednictvím testů DNA

Ve Velké Británii se v posledních letech rozmohlo využívání testů DNA jako podkladů pro zisk dvojího občanství v jiné zemi. Více než lidí, již hledají ztracenou rodinu nebo členů etnických menšin hledajících svůj předkoloniální původ, je ovšem těch, kteří se prostřednictvím svých předků snaží opět nabýt občanství v Evropské unii.

Od roku 2000, kdy se genetické genealogické testy poprvé dostaly na trh, je po celém světě využilo více než 40 milionů lidí. Využívání jejich výsledků k žádání o občanství v zahraničí je ovšem nový trend, uvádí deník The Guardian. Podle ředitelky Milnerova evolučního centra Univerzity v Bathu Turi Kingové tento trend navíc v budoucnu ještě poroste.

V současnosti podle ní britští klienti testovacích společností nejčastěji doufají, že ve svém DNA objeví předka ze sousedního Irska. Šance na úspěch je v tomto ohledu poměrně vysoká, protože svobodné irské matky byly po desetiletí nuceny dávat své děti v Británii k adopci.

Mluvčí irského ministerstva zahraničí potvrdil, že již bylo zaregistrováno značné množství žadatelů o irské občanství, již jako důkaz pro svůj požadavek používají právě výsledky testů DNA. Potvrdil též, že tyto výsledky irské úřady považují za přijatelný důkazní materiál.

Jako konkrétní případ zmiňovaného trendu britský list zmiňuje čtyřiapadesátiletého obchodního analytika Richarda Sayerse, jenž se v roce 2022 v televizním pořadu Rodinná tajemství DNA dozvěděl, že je jeho otec Ir. Rodák z Liverpoolu dal tedy nejprve opravit svůj rodný list a pak si úspěšně zažádal o rodný list. Následně si mohl bez problémů splnit svůj sen přestěhovat se do zahraničí. Ne však do Irska, ale do La Mangy ve Španělsku.

Advokátka Louisa Ghevaertová zaměřující se na rodinné právo uvedla, že jen ona dostává měsíčně tři až pět žádostí o opravu nepřesného rodného listu. Její klienti pak mají nejčastěji jeden ze tří důvodů. „Vidím, že se klienti dělí na lidi s nárokem na dědictví, lidi, které pohání osobní identita a odkaz předků, a lidi, kteří chtějí získat dvojí občanství. Je to směsice, jak by se dalo čekat, ale mám za to, že brexit hodně lidem ukázal výhody občanství v EU,“ vypověděla Ghevaertová.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Poprvé v historii byla sestavena 3D struktura DNA mamuta srstnatého starého 52 000 let

Nebývalá úroveň podrobností struktury byla zaznamenána díky tomu, že mamut byl krátce po své smrti vysušen mrazem.

Vědci sestavili genom a 3D chromozomální struktury 52 000 let starého mamuta srstnatého, což se podle tiskové zprávy stalo vůbec poprvé při odběru vzorků DNA z dávných dob.

Mamut vlnitý "Yuka" zmrzl bezprostředně po své smrti. Permafrost uchoval jeho chromozomy ve stavu podobném spíše sklu. Pozoruhodný a neobvyklý zkamenělý tvor poskytl dosud "nejživější" obraz starověké DNA, jaký byl kdy zachycen. Většina nalezených vzorků je ve formě fragmentů nebo kousků.

"Naše studie ukazuje, že morfologie dávných chromozomů je zachována ve vzorcích mamutích permafrostů z doby před 52 000 lety, což umožňuje sestavení genomu a transkriptomickou analýzu vyhynulých druhů," uvedli vědci.

"Jedná se o nový typ fosílií s milionkrát větší sekvencí," uvedl Erez Lieberman Aiden, odpovědný autor studie. "Je to také poprvé, co byl u starověkého vzorku stanoven karyotyp [kompletní sada chromozomů] vůbec."

Studie: řešení starověké hádanky

Mapování DNA mamuta srstnatého bylo téměř jako řešení skládačky se "třemi miliardami dílků", přirovnal odpovídající autor Marc A. Marti-Ronom. Vědci museli vyhodnotit, které úseky DNA se shodují se vzorkem kůže odebraným za jeho uchem.

Neměli k dispozici obrázek hotové skládačky, na který by mohli odkazovat, ale mohli ji přibližně určit pomocí techniky genomické analýzy (Hi-C). Kombinací analýzy Hi-C a sekvenování DNA zmapovali 28 chromozomů a jako model použili moderního slona, který má také 28 chromozomů.

První měření aktivity genů specifických pro konkrétní buňku v jakémkoli vzorku DNA z dávných dob.

Nejvíce ohromující aspekt studie se týká stavu zachovalosti zkamenělých chromozomů. Protože si "zachovaly obrovské množství fyzické neporušenosti a detailů, včetně nanorozměrných kliček", jak uvádí tisková zpráva, mohli vědci určit, které geny byly aktivní v jeho kožních buňkách a které neaktivní. Tyto poznatky využijí v dalším kroku svého výzkumu: epigenetice čili genové expresi.

"Poprvé máme k dispozici tkáň mamuta srstnatého, u níž zhruba víme, které geny byly zapnuté a které vypnuté," říká odpovídající autor Marti-Renom. "Jedná se o mimořádně nový typ dat a je to první měření buněčně specifické genové aktivity genů v jakémkoli starověkém vzorku DNA."

Nabízejí pohled na genom uvnitř živých buněk a na to, které geny byly aktivní. Ve srovnání s jeho dnešními příbuznými mohou vědci říci, že jejich geny měly odlišné vzorce chování, které nejspíše souvisely s jeho "vlnitostí" a odolností vůči chladu.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Poslední společný předek všeho živého vznikl mnohem dříve, než se předpokládalo

Veškerý život na Zemi má svůj původ v organismu LUCA, posledním univerzálním společném předkovi - a nyní se zdá, že tento organismus mohl žít několik set milionů let po vzniku planety.

Organismus, který dal vzniknout veškerému současnému životu na Zemi, se mohl vyvinout mnohem dříve, než se dříve předpokládalo, jen několik set milionů let po vzniku planety, a byl mnohem sofistikovanější, než se předpokládalo podle předchozích odhadů.

DNA uvnitř všech dnes žijících organismů, od bakterie E. coli po modré velryby, má mnoho podobností, což naznačuje, že je lze všechny vysledovat miliardy let zpět k poslednímu univerzálnímu společnému předkovi - LUCA. O pochopení LUCA bylo vynaloženo mnoho úsilí, ale nyní studie, která se zaměřila na širší pojetí, přinesla překvapivé výsledky.

"Snažili jsme se spojit lidi zastupující různé obory, abychom dospěli k ucelenému pochopení toho, kdy LUCA existovala a jaká byla její biologie," říká Philip Donoghue z Bristolské univerzity ve Velké Británii.

Geny, které se dnes vyskytují ve všech hlavních větvích života, mohly být předávány v nepřerušené linii až z LUCA, což nám umožní zjistit, jaké geny dávný předek měl. Zkoumáním toho, jak se tyto geny v průběhu času měnily, by mělo být možné odhadnout, kdy LUCA žil.

V praxi je to mnohem složitější, než se zdá, protože geny se ztrácely, získávaly a vyměňovaly mezi větvemi. Donoghue říká, že tým vytvořil komplexní model, který toto zohledňuje, aby zjistil, které geny byly v LUCA přítomny. "Vyšel nám organismus, který byl mnohem sofistikovanější, než mnozí lidé v minulosti tvrdili," říká.

Vědci odhadují, že u LUCA lze vysledovat 2600 genů kódujících bílkoviny, zatímco některé předchozí odhady hovořily pouze o 80 genech. Tým také dospěl k závěru, že LUCA žil přibližně před 4,2 miliardami let - mnohem dříve než jiné odhady a překvapivě blízko vzniku Země před 4,5 miliardami let. "Naznačuje to, že vývoj života může být jednodušší, než lidé v minulosti tvrdili, protože k němu došlo tak relativně časně," říká Donoghue.

Toto dřívější datum je částečně způsobeno tím, co tým označuje za vylepšenou metodu. Ale také proto, že na rozdíl od jiných výzkumníků nepředpokládají, že by LUCA mohla existovat až po pozdním těžkém bombardování, kdy se předpokládá, že Země byla rozmetána vesmírným odpadem, což mohlo zničit jakýkoli vznikající život. Toto období bylo na základě hornin přivezených z Měsíce datováno do doby před 3,8 miliardami let, ale podle Donoghuea panuje ohledně tohoto údaje značná nejistota.

Protože podle jejich rekonstrukce měla LUCA geny pro ochranu před poškozením UV zářením, je nejpravděpodobnější, že žila na povrchu oceánu, domnívají se vědci. Další geny naznačují, že se LUCA živila vodíkem, což je v souladu s předchozími studiemi. Mohla být součástí ekosystému jiných druhů primitivních buněk, které zanikly, spekuluje tým. "Myslím, že je krajně naivní si myslet, že by LUCA existovala sama o sobě," říká Donoghue.

"Z evolučního hlediska mi to připadá přesvědčivé," říká Greg Fournier z Massachusettského technologického institutu. "LUCA není počátkem příběhu života, ale pouze posledním společným stavem předka, ke kterému se můžeme zpětně dopracovat pomocí dat z genomu."

Výsledky také naznačují, že LUCA měla primitivní verzi bakteriálního obranného systému známého jako CRISPR, který slouží k boji proti virům. "Už před 4,2 miliardy let naši nejstarší předkové bojovali s viry," říká člen týmu Edmund Moody, rovněž z Bristolské univerzity.

Nahlížení do hluboké minulosti je plné nejistoty a Donoghue je první, kdo připouští, že se jeho tým mohl minout cílem. "Téměř jistě je to všechno špatně," říká. "Snažíme se posunout hranice a vytvořit první pokus o integraci všech relevantních důkazů."

"Nebude to poslední slovo," říká. "Nebude to ani naše poslední slovo na toto téma, ale myslíme si, že je to dobrý začátek."

Patrick Forterre z Pasteurova institutu v Paříži ve Francii, který přišel s termínem LUCA, si také myslí, že organismy nežily izolovaně. "Ale tvrzení, že LUCA žila před pozdním těžkým bombardováním před 3,9 miliardami let, je pro mě zcela nereálné," říká Forterre. "Jsem si zcela jistý, že jejich strategie určování stáří a obsahu genů LUCA má určité nedostatky."

Zdroj: New Scientist
zpět

Morová nákaza nejspíš mohla před 5000 lety vyhladit většinu obyvatel severní Evropy.

DNA z hrobů ve Švédsku a Dánsku naznačuje, že za úpadkem neolitu v severní Evropě stály rozsáhlé epidemie moru.

Neolitická kultura v Evropě, která vytvářela megastruktury, jako je Stonehenge, prošla před 5400 lety velkým rozvratem. Nyní máme zatím nejpřesvědčivější důkaz, že to bylo způsobeno morem.

Sekvenování starověké DNA 108 jedinců, kteří v této době žili v severní Evropě, odhalilo, že u 18 z nich byla v době jejich smrti přítomna morová bakterie Yersinia pestis.

"Domníváme se, že je skutečně zabil mor," říká Frederik Seersholm z Kodaňské univerzity v Dánsku.

Přibližně před 5400 lety došlo v Evropě k prudkému poklesu populace, zejména v severních oblastech. Proč se tak stalo, bylo dlouho záhadou.

V posledním desetiletí studie starověké lidské DNA odhalily, že místní populace se z neolitického úpadku plně nezotavily. Místo toho byly z velké části nahrazeny jinými lidmi, kteří se přistěhovali z euroasijských stepí. Například v Británii pocházelo zhruba před 4000 lety méně než 10 % populace z lidí, kteří postavili Stonehenge.

Tyto studie starověkých lidí také odhalily několik případů, kdy byla přítomna bakterie moru. To naznačuje možné vysvětlení - mor mohl vyhladit evropskou populaci a umožnit tak stepním lidem, aby se sem bez většího odporu nastěhovali.

Ne všichni s tím však souhlasí. Občasné sporadické případy moru se dají očekávat a nejsou důkazem velké pandemie, tvrdil Ben Krause-Kyora z Kielské univerzity v Německu v roce 2021. Tyto rané formy Y. pestis pravděpodobně nemohly způsobit pandemii, protože jejich DNA ukazuje, že nemohly přežít v blechách, napsal on a jeho kolegové. Kousnutí infikovanou blechou je hlavním způsobem, jak se lidé nakazí dýmějovým morem, tedy formou nemoci, která zabíjela lidi během středověké černé smrti.

Seersholm a jeho kolegové se proto rozhodli najít další důkazy o morové pandemii. 108 jedinců, jejichž DNA se jeho týmu podařilo sekvenovat, bylo pohřbeno v devíti hrobkách ve Švédsku a Dánsku. Většina z nich zemřela před 5200 až 4900 lety a představují několik generací čtyř rodin.

Zdá se, že během těchto generací došlo ke třem samostatným vypuknutím moru. Poslední epidemii způsobil kmen s přeskupenými geny, který mohl být mnohem nebezpečnější.

"Je přítomen u mnoha jedinců," říká Seersholm. "A všechno je to stejná verze, což je přesně to, co byste očekávali, pokud se něco šíří velmi rychle."

DNA moru byla nalezena hlavně v zubech, což ukazuje, že bakterie se dostala do krve a způsobila vážné onemocnění a byla pravděpodobně příčinou smrti, říká. V některých případech byli nakaženi blízce příbuzní jedinci, což naznačuje šíření z člověka na člověka.

Tým se domnívá, že by to mohl být důsledek infekce plic Y. pestis a jejího šíření kapénkami - forma onemocnění známá jako plicní mor. Nedávné studie také naznačují, že dýmějový mor mohou způsobovat i lidské vši, nejen blechy, takže je možné, že se morové bakterie šíří touto cestou.

"Samozřejmě stojí za zmínku, že všichni tito jedinci byli řádně pohřbeni," říká Seersholm, takže společnost se v té době ještě nerozpadla. "Pokud skutečně došlo k epidemii, vidíme pouze její počátek."

Zdá se, že po období zhruba před 4900 lety byly megalitické hrobky na dlouhá staletí opuštěny. Deset ze sekvenovaných jedinců v nich však bylo pohřbeno mnohem později, většina mezi lety 4100 a 3000. Tito jedinci byli stepního původu, nepříbuzní těm, kteří hrobky postavili.

"Jedná se o stoprocentní náhradu," říká Seersholm. "Před pěti tisíci lety tito neolitičtí lidé zmizeli. A my nyní ukazujeme, že mor byl právě ve stejné době velmi rozšířený a hojný."

Vědci netvrdí, že jejich zjištění jsou definitivní, ale podporují tvrzení, že mor způsobil úpadek neolitu, říká Seersholm.

"Řekl bych, že jsme rozhodně prokázali, že měl potenciál šířit se v rámci lidí a že měl potenciál zabít například celou rodinu."

Krause-Kyora souhlasí s tím, že nálezy ukazují, že mor byl v tomto konkrétním místě a čase velmi rozšířený. "Naše předchozí vysvětlení je třeba poněkud revidovat a nemůžeme mluvit jen o ojedinělých případech," říká.

Podle něj však neexistují žádné důkazy o vysokém výskytu v jiných regionech. A domnívá se, že normální pohřby ukazují, že se nejednalo o žádnou smrtící epidemii. "Výsledky by dokonce mohly naznačovat, že infekce Yersinií byla spíše chronickým onemocněním po dlouhou dobu."

Seersholm a jeho tým budou nyní hledat další důkazy i jinde v Evropě. Jediný způsob, jak s jistotou zjistit, jak smrtelně nebezpečný byl přeměněný kmen, by však podle něj bylo oživit ho, a to je příliš riskantní, než aby se o to pokoušel.

"Myslím, že tato práce přesvědčí mnoho kolegů, kteří byli k naší předchozí práci skeptičtí," říká Nicolás Rascovan z Pasteurova institutu v Paříži, jehož tým v roce 2018 navrhl, že za úpadek neolitu může mor poté, co ho našel u dvou jedinců z tohoto období.

Zdroj: New Scientist
zpět

“Bridge editing“ by mohl být v úpravě DNA ještě lepší než CRISPR

Technika editace genů CRISPR způsobila revoluci v biologii, ale nyní by nám ještě výkonnější systém zvaný bridge editing mohl umožnit kompletně přetvořit genomy.

Výkonná forma mechanismu pro editaci DNA objevená u bakterií by nám mohla umožnit provádět mnohem větší změny genomů, než je v současnosti možné pomocí technik založených na CRISPR. Zatím však není jasné, zda bude fungovat i v lidských buňkách.

Patrick Hsu z Arc Institute v Kalifornii nazývá nový editor genomu systémem „bridge editing“, protože fyzicky propojuje, neboli přemosťuje, dva úseky DNA. Lze jej použít ke změně obrovských úseků genomu, říká Hsu, jehož tým zjistil, jak sekvence „parazitické“ DNA v bakteriích přirozeně využívají tento systém k replikaci a jak by mohl být přizpůsoben pro editaci genomu.

„Jsme nadšeni potenciálem provádět mnohem širší změny genomu, než jaké můžeme v současnosti provádět pomocí CRISPR,“ říká. „Myslíme si, že je to důležitý krok směrem k širší vizi úpravy genomu.“

Editace genů pomocí CRISPR způsobila od svého představení v roce 2012 revoluci v biologii. Využívá se k mnoha různým účelům a v loňském roce byla schválena první léčba založená na CRISPR. Základní forma CRISPR, která využívá protein Cas9, je však spíše ničitelem genů než jejich editorem.

Standardní protein CRISPR Cas9 má dvě části. Jedna část se spojí s vodicí molekulou RNA a vyhledává jakoukoli DNA, která odpovídá určitému úseku vodicí RNA. Protože je snadné vytvořit vlastní vodicí RNA, znamená to, že CRISPR Cas9 lze „naprogramovat“ tak, aby vyhledal jakoukoli část genomu.

Druhou částí CRISPR Cas9 je řezačka, která odděluje DNA, jakmile se Cas9 naváže na cílové místo. Buňka poškození opraví a Cas9 ho znovu rozřízne, a to se děje tak dlouho, dokud při opravách nedojde k chybám, které cílové místo cíleně zmutují.

I když je možnost mutovat konkrétní místa užitečná, biologové by raději prováděli přesnější změny, a proto upravují proteiny CRISPR tak, aby upravovaly DNA přímo, místo aby se spoléhaly na opravné mechanismy buňky. Například editory bází dokáží změnit jedno písmeno DNA na jiné, aniž by DNA přestřihly. Primární editory zase mohou přeměnit další úsek vodicí RNA na DNA a přidat jej do cílového místa.

Tyto modifikované formy CRISPR by mohly pomoci při léčbě obrovského množství onemocnění a již probíhá několik testů na lidech, ale řešení některých nemocí vyžaduje pokročilejší úpravy genomu. Na způsobech, jak toho dosáhnout, pracuje mnoho týmů po celém světě. Někteří si uvědomili, že mechanismus, který používají genetičtí paraziti nazývaní elementy IS110 k vystřihování a vkládání z jedné části genomu do druhé, má potenciál, protože je podobně jako CRISPR řízen RNA, ale Hsuův tým je první, kdo získal úplnou představu o tom, jak to funguje.

Systém editace mostů se skládá z takzvaného proteinu rekombinázy, který se připojí k vodicí RNA, podobně jako protein CRISPR Cas9. Jeho jedinečnost spočívá v tom, že vodicí RNA určuje dvě sekvence DNA, které má vyhledat, nikoliv pouze jednu, zjistil Hsuův tým.

Jedna sekvence určuje cílové místo v genomu, které má být změněno, stejně jako u CRISPR, zatímco druhá určuje DNA, která má být změněna. Tento systém lze použít k přidání, odstranění nebo obrácení sekvencí DNA prakticky libovolné délky.

Již existují způsoby, jak to provést, ale obvykle zahrnují více kroků a zanechávají po sobě další kousky DNA, tzv. jizvy. „Editační můstek je efektivně bez jizev,“ říká Hsu. „Nabízí bezprecedentní úroveň kontroly při manipulaci s genomy.“

To znamená, že by se dala použít k mnohem více než jen k nahrazení vadných genů, říká. Mohla by nám také pomoci zcela přetvořit genomy rostlin a zvířat. „Rádi bychom se posunuli za hranice vkládání jednotlivých genů a začali provádět genomové inženýrství v měřítku chromozomů,“ říká Hsu.

„Ohlášené objevy jsou skutečně vzrušující a základní biologie je skutečně pozoruhodná,“ říká Stephen Tang z Kolumbijské univerzity v New Yorku, ale zatím bylo prokázáno, že editace mostů funguje pouze v bakteriálních buňkách nebo ve zkumavkách. Zda a jak dobře bude fungovat ve složitých buňkách, jako jsou ty lidské, se teprve ukáže, říká Tang. Ale i kdyby editace mostů v prvních testech v lidských buňkách nefungovala, je pravděpodobné, že časem bude možné systém upravit tak, aby fungoval.

Zdroj: New Scientist
zpět

Čínští vědci objevili " mocný" gen pro boj s obezitou

Genetická studie naznačuje evoluční výhody podskupiny M7b1a1 v boji proti rizikům obezity.

Čínští vědci objevili gen, který by mohl lidem pomáhat lépe odolávat obezitě, která je celosvětově velkým zdravotním problémem.

Tento objev by nám mohl pomoci pochopit, jak geny ovlivňují obezitu. Mohl by také vést k novým způsobům léčby a prevence tohoto onemocnění.

Obezita je celosvětově velkým zdravotním problémem a souvisí se závažnými problémy, jako jsou srdeční choroby a cukrovka 2. typu. S postupujícím lékařským výzkumem se o obezitě dozvídáme stále více. To zahrnuje pochopení jejích četných účinků na zdraví.

Navzdory rychlému hospodářskému rozvoji se Čína stále může pochlubit jednou z nejnižších měr obezity na světě. Studie z roku 2022 v časopise The Lancet zjistila, že čínské ženy jsou na 190. místě a čínští muži na 149. místě na světě v míře obezity.

Genetické faktory v odolnosti vůči obezitě

Ačkoli strava a ekonomický rozvoj jsou důležité, nový výzkum vedený profesorem Jin Li a docentem Zheng Hongxiangem z Fudan University ukazuje, že genetika může být také velmi důležitá v tom, jak se někteří lidé vyhnou obezitě. Jak uvádí South China Morning Post (SCMP), jejich studie analyzovala 2 877 vzorků z populací v Guangxi, Jiangsu a Henanu.

Vědci zjistili druh mitochondriální DNA (mtDNA), který je běžný v jižní Číně a jihovýchodní Asii a který zřejmě pomáhá chránit před obezitou.

"Mitochondrie jsou často označovány za buněčné elektrárny, které vytvářejí 80 až 90 procent energie potřebné pro různé lidské činnosti. Funkce mitochondrií je již dlouho spojována s obezitou," vysvětlil Jin.

Na rozdíl od jaderné DNA, která se dědí po obou rodičích, se mtDNA obvykle dědí pouze po matce. Je náchylnější ke genetickým mutacím užitečným při evoluční analýze.

Jin a jeho tým provedli asociační analýzy 16 základních haploskupin mitochondriální DNA, genetických rodin, které vedou ke společnému předkovi. Zjistili, že specifická skupina variant, pojmenovaná M7, byla důsledně spojena se sníženým rizikem obezity. Další analýza určila podskupinu M7b1a1 jako nejpravděpodobnější zdroj tohoto ochranného účinku.

V roce 2019 publikoval profesor Kong Qingpeng z Čínské akademie věd studii v časopise Molecular Biology and Evolution. Ta ukázala, že podskupina M7b1a1 se vyskytuje především v jižní Číně a pevninské jihovýchodní Asii. Tato podskupina se vyskytuje také u 5 až 14 procent obyvatel jižní Číny Han.

Evoluční výhody a budoucí využití

Vědci se domnívají, že snížená funkce mitochondrií může vysvětlovat, proč M7b1a1 snižuje riziko obezity. "Snížené mitochondriální funkce představují menší úsporu energie a větší produkci tepla, což by mohlo vést k menšímu nárůstu hmotnosti," napsal Jin ve studii.

Tým také zjistil, že M7b1a1 zřejmě prošla populační expanzí přibližně před 15 000 lety.

Jin naznačuje, že tato historická expanze podporuje jejich hypotézu: "Nositelé M7b1a1 s větší produkcí tepla se mohli dobře přizpůsobit chladnému klimatu v době ledové, což mohlo být evolučně výhodné pro pozitivní přírodní výběr."

Tato zjištění poskytují nový pohled na to, jak geny ovlivňují znaky související s obezitou. Jin a jeho tým se domnívají, že jejich výzkum by mohl pomoci vyvinout nové způsoby boje proti obezitě díky studiu genů a fungování mitochondrií.

Studie byla publikována v odborném časopise Journal of Genetics and Genomics.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Čínský nástroj CRISPR podporuje potravinovou bezpečnost a dokáže přenášet až 99 % genů

Tato inovace, známá jako CRISPR-Assisted Inheritance (CAIN), může zvýšit míru přenosu genů až na 99 % během pouhých dvou generací!

Čínští vědci navrhli řešení, kterým by mohli obejít přirozenou dědičnost genů rostlin. Jejich cílem je nasadit systém editace genů založený na CRISPR, který by napomohl přenosu preferovaných genů i v případě, že nejsou pro rostlinu výhodné.

Vědci vymysleli systém, který by využíval jak toxin, tak protilátku, která by přímo ovlivňovala zárodečnou linii samčí rostliny. Tímto postupem by výzkumníci mohli překonat přirozenou mendelovskou rychlost přenosu. To může pomoci zvýšit míru přenosu genů až na 99 % během dvou generací.

Genetická manipulace pomáhá řešit problémy v oblasti potravinové bezpečnosti

Tým publikoval svá zjištění v odborném časopise Nature Plants a zdůraznil, že potravinová bezpečnost je již dlouho všestrannou výzvou, zejména v oblasti zemědělských plevelů. Tento problém se ještě zhoršil v důsledku působení zemědělských plevelů a ekologické krize způsobené invazními rostlinami.

"Genetická manipulace populací planě rostoucích rostlin se ukázala jako potenciálně mocná a transformativní strategie," navrhl tým.

Tradiční šlechtění na ideální geny však může být pro rostliny problematické, zejména pro ty, které jsou omezeny mendelovskou dědičností a darwinovským přírodním výběrem. První z nich popisuje, jak se genetické znaky předávají z generace na generaci.

"Syntetické genové pohony, inspirované přirozenými sobeckými genetickými prvky a přenášené na potomstvo se supermendelovskou (více než 50%) frekvencí, představují transformační potenciál pro šíření znaků, které jsou prospěšné pro člověka, v celé divoké populaci, a to i s ohledem na potenciální náklady na fitness," dodal tým.

Tým také zkonstruoval systém pro řízení genů nazvaný CRISPR-Assisted Inheritance pomocí metody NPG1 (CAIN).

Metoda CAIN: Revoluce v přenosu genů pomocí strategie toxin-antidotum.

Metoda CAIN využívá strategii toxin-antidotum v samčí zárodečné linii k obejití tradiční mendelovské dědičnosti. Vodicí kazeta Cas9 naruší gen NPG1 a inhibuje klíčení pylu.

Následně kopie NPG1 odolná vůči CRISPR "antidotu" zachrání pylové buňky nesoucí požadovaný gen.

"Míra přenosu CAIN výrazně překročila očekávanou mendelovskou dědičnost 50 % u heterozygotních mužských rodičů a dosáhla 88 až 99 % během dvou po sobě jdoucích generací," napsal tým.

"Zavedli jsme CAIN jako nejmodernější nástroj pro efektivní modifikaci celých populací rostlin."

Vyvážení ochrany plodin a udržitelnosti pomocí CAIN

CAIN pomáhá při vývoji většího množství alel pro odolnost. Výzkumníci se zaměřili na samčí zárodečnou linii kvůli omezením plodnosti genových pohonů toxinů a antidot cílících na samičí zárodečnou linii.

"Tento přístup založený na genovém mechanismu se tak snaží vyvážit ochranu plodin a environmentální hlediska, aby se minimalizovala ztráta biologické rozmanitosti a zároveň optimalizovala produktivita," napsali výzkumníci.

Čína dlouhodobě prosazuje nezávislost na zdrojích osiva a zdůrazňuje trvalé úsilí o dosažení potravinové bezpečnosti Číny.

"S tím, jak se pouštíme na tuto novou hranici genetického inženýrství, by [CAIN] a další systémy genového pohonu mohly změnit ekologické řízení a zemědělské postupy," uzavřeli výzkumníci.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Nositelný ultrazvukový přístroj? Nová technologie se zaměřuje na problematická místa v mozku

Sonogenetika poskytuje výzkumníkům přesnou metodu kontroly mozkové aktivity.

Výzkumníci z Washingtonovy univerzity v St. Louis inovovali neinvazivní technologii, která spojuje holografické akustické zařízení s genetickým inženýrstvím. To jim umožňuje přesně cílit na konkrétní neurony v mozku.

Tento průlom je příslibem přesné modulace cílových typů buněk v různých nemocných oblastech mozku.

Onemocnění lidského mozku, jako je Parkinsonova choroba, postihují více oblastí, což vyžaduje technologii schopnou přesně a pružně zasáhnout všechny postižené oblasti současně.

"Tím, že AhSonogenetics umožňuje přesnou a flexibilní neuromodulaci specifických buněčných typů bez invazivních postupů, poskytuje výkonný nástroj pro zkoumání neporušených nervových obvodů a nabízí slibné zásahy do neurologických poruch," řekl Hong Chen, docent biomedicínského inženýrství na McKelvey School of Engineering a neurochirurgie na lékařské fakultě.

Neinvazivní přenosné ultrazvukové zařízení

Chen a její tým vyvinuli techniku nazvanou AhSonogenetics neboli Airy-beam holografická sonogenetika. Tato metoda využívá neinvazivní nositelné ultrazvukové zařízení k modifikaci geneticky vybraných neuronů v myších mozcích.

AhSonogenetika integruje několik nedávných průlomových poznatků Chenovy skupiny do jediné technologie. V roce 2021 Chen a její tým představili Sonogenetiku, metodu využívající fokusovaný ultrazvuk k doručení virového konstruktu obsahujícího iontové kanály citlivé na ultrazvuk do geneticky vybraných neuronů v mozku.

Tato technika využívá fokusovaný ultrazvuk o nízké intenzitě k vytvoření krátkého výboje tepla, který otevře iontové kanály a aktivuje neurony. Chenův tým jako první prokázal, že sonogenetika může ovlivnit chování volně se pohybujících myší.

V roce 2022 Chen a členové její laboratoře navrhli a vytiskli 3D flexibilní a univerzální zařízení zvané binární akustická metaplocha s Airyho paprskem, které jim umožnilo manipulovat s ultrazvukovými paprsky.

Kromě toho pracuje na Sonogenetice 2.0, technice, která kombinuje výhody ultrazvuku a genetického inženýrství k neinvazivní a přesné modulaci specifických neuronů v mozcích lidí a zvířat.

Sonogenetika: Technologie, která stojí za tímto zařízením

Sonogenetika poskytuje výzkumníkům přesnou metodu řízení mozkové aktivity, zatímco technologie vzdušných paprsků umožňuje ohýbání nebo usměrňování zvukových vln k vytváření libovolných vzorů paprsků v mozku s vysokým prostorovým rozlišením.

Podle Yaohenga Yanga, postdoktorského výzkumného pracovníka, který získal doktorát v oboru biomedicínského inženýrství na McKelvey Engineering v roce 2022, nabízí tato technologie výzkumníkům tři různé výhody.

"Vzdušný paprsek je technologie, která nám může poskytnout přesné zacílení na menší oblast než konvenční technologie, flexibilitu při směrování do cílových oblastí mozku a zacílení na více oblastí mozku současně," řekl Yang.

Chen a její tým, včetně prvních autorů Zhongtao Hu, bývalého postdoktorandského výzkumného pracovníka, a Yaoheng (Mack) Yang, individuálně navrhli každou metaplochu Airy-beam, která má sloužit jako základ pro nositelná ultrazvuková zařízení přizpůsobená pro různé aplikace a přesné lokalizace mozku.

Tým testoval tuto techniku na myším modelu Parkinsonovy choroby. Pomocí AhSonogenetics úspěšně stimulovali dvě oblasti mozku současně u jedné myši, čímž odstranili potřebu více implantátů nebo zásahů. Tato stimulace zmírnila u myšího modelu motorické deficity související s Parkinsonovou chorobou, jako jsou pomalé pohyby, potíže s chůzí a zamrzání.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Studie zkoumá, jak je možné, že Y chromozom neandrtálců se nepřenesl na člověka.

Genetické studie naznačují, že zhruba před 47 000 lety došlo k rychlému přílivu neandrtálských genů do druhu Homo sapiens.

Domorodý Američan se nedávno stal slavným poté, co ve své DNA objevil neobvyklé množství genů neandrtálců, což vyvolalo nový zájem o naše dávné genetické kořeny, protože v "zemi před časem" existovalo několik lidských skupin.

Profesor z Pensylvánské univerzity dokonce tehdy pro Newsweek uvedl, že křížení lidských druhů stále zůstává nedostatečně prozkoumanou oblastí bádání. K tomu, abychom mohli učinit skutečný závěr, je podle něj potřeba dalšího zkoumání, a krátce nato byla studie zveřejněna.

Ukázalo se, že mladík, který se stal virálním, není až zas tak vzácný. Zdá se, že většina z nás má ve své DNA kousek neandrtálce. Výzkumy zřejmě naznačují, že jsme se rozdělili - homo sapiens a neandertálci - před více než 500 000 lety, abychom se později opět spojili, když obě skupiny migrovaly na jiné kontinenty.

Ukazuje se však, že většina neandertálské DNA, kterou mají moderní lidé, pochází z určitého časového okamžiku před zhruba 47 000 lety, jak uvádí studie zveřejněná v časopise Science, kdy se obě skupiny setkaly a zplodily potomky.

Při analýze DNA obou druhů se ukázalo, že máme v podstatě stejný genetický kód, jen neandertálský chromozom Y se zřejmě nevyskytuje v naší DNA, jak uvedl server The Conversation. Ačkoli tedy máme podobný genetický kód, absence tohoto genu v naší DNA vyvolává otázky.

Příběh chromozomů X a Y

Obvykle mají muži jeden chromozom X a jeden Y a ženy mají dva chromozomy X. Někdy se člověk může narodit s více nebo méně pohlavními chromozomy, což obvykle vede ke komplikacím z důvodů, kterým zcela nerozumíme.

Když pomineme tuto skutečnost, všichni jsme získali určitou kombinaci chromozomů X od mužského nebo ženského rodiče. Y však pochází pouze od muže. Z tohoto důvodu by nepřítomnost tohoto neandertálského chromozomu mohla být určitým vodítkem.

Ale pak, abychom srovnali skóre, ani u moderních lidí nebyla nalezena žádná stopa po neandertálské mtDNA, která pochází přímo z mateřské linie, takže zde jsme z nějakého důvodu zacyklení.

Podle studie hraje Y důležitou roli v biologickém pohlaví a mužské plodnosti. Ačkoli mtDNA může poskytnout určité poznatky o zdraví, její celkový význam zůstává nejasný.

Některé genetické kombinace nemusí fungovat, proč? To nevíme...

Způsob, jakým se tyto dvě skupiny spojily za účelem rozmnožování, zůstává nejistý, přičemž tento aspekt naší historie je málo prozkoumán.

Přírodovědné muzeum zveřejnilo článek o práci, která byla napsána o tom, zda homo sapiens mohl způsobit vyhynutí neandrtálců prostřednictvím vzájemných pohlavních styků, které mohly snížit počet mezi sebou se rozmnožujících neandrtálců.

Jak ukazují jiné druhy, některé směry prostě nefungují.

"Například pyl z rostliny Capsella rubella může úspěšně oplodnit semena Capsella grandiflora, ale ne naopak."
Přírodovědné muzeum uvádí, že nedostatek mtDNA může znamenat, že se párovali pouze samci neandertálců a samice homo sapiens, ale některé důkazy podle všeho naznačují, že "samčí míšenci mohli být méně plodní než samice".

Y se podle The Conversation vyvíjí rychleji a souvisí s mužskou plodností, možná se u těchto hybridních mužských potomků skutečně vyskytly problémy v důsledku genetického setkání obou skupin.

"Jakmile však bude sekvenováno více neandertálských genomů," uvedl autor článku na téma páření obou skupin, "měli bychom být schopni zjistit, zda byla nějaká jádrová DNA z Homo sapiens předána neandertálcům, a prokázat, zda je tato představa správná, či nikoliv."

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Japonští vědci využívají k léčbě vzácných kožních onemocnění vlastní geny

Kožní onemocnění, jako je epidermolytická ichtyóza (EI) a ichtyóza s konfetami (IWC), je nyní možné léčit transplantací zdravé kůže.

Díky nedávným pokrokům ve vědě a technologii lze nyní kožní onemocnění léčit transplantací zdravé kůže.

Výzkumníci z Nagoya University Graduate School v Japonsku byli úspěšní v léčbě kožních onemocnění. Jedná se o epidermolytickou ichtyózu (EI) a ichtyózu s konfetami (IWC).

Dosáhli toho transplantací geneticky zdravé kůže do zanícených oblastí. Zatím by se transplantace zdravé kůže do zánětlivě změněných oblastí používala především jako možnost léčby těžkých popálenin.

Nyní vědci použili tuto techniku, aby zajistili vyléčení kožních onemocnění. Předpokládá se, že tento výzkum by mohl být podnětem k novému a účinnému řešení pro osoby s náročnými kožními onemocněními.

Porozumění EI a IWC - vzácným kožním poruchám

Studie uvádí, že EI a IWC jsou genetické poruchy, které jsou velmi vzácné. Většinou jsou způsobeny mutacemi v jednom ze dvou genů, které vytvářejí keratin v kůži.

Pro udržení integrity kůže hraje keratin důležitou roli. Tyto mutace však mohou často vést k tvorbě křehké kůže s puchýři a silnými a šupinatými skvrnami. Tyto kožní stavy byly zjištěny u řady pacientů. Ukázalo se, že v postižených oblastech jsou velké skvrny zdravé kůže.

Nazývá se somatická rekombinace, jedná se o proces, při kterém náhodné genetické změny zpřesňují mutace. Činí tak změnou genů, které způsobují toto kožní onemocnění. V důsledku toho se nyní kůže může vrátit do zdravého stavu.

V minulosti se objevily zprávy, kdy vědci dokázali léčit dítě. Měl vzácné genetické onemocnění kůže. Podařilo se jim to díky transplantaci kůže vypěstované pomocí geneticky modifikovaných kmenových buněk, jak uvedla CNN.

Využití somatických rekombinací k léčbě kožních chorob

Výzkum vedli lektor Kana Tanahashi, profesor Masashi Akiyama a docent Takuya Takeich, kteří si uvědomili, že by mohli využít somatické rekombinace pro průkopnickou terapii.

Vyzkoušeli výrobu štěpů, které se nazývají "kultivované epidermální autografy" (CEA) obsahující opravy genetických mutací, aby poskytly zdravou kůži.

Tyto přirozeně opravené kožní buňky mohli také transplantovat do postižených oblastí a kontrolovat tak propuknutí těchto onemocnění.

Průlomové okamžiky v léčbě kožních onemocnění

Výzkumníci se pokusili vyhodnotit proveditelnost transplantace CEA. Ty byly získány pomocí revertantních epidermálních keratinocytů - těch, které postrádají mutaci keratinu - zpět na pacienty. Poté byly tyto CEA transplantovány do olupujících se lézí pacientů.

Po měsíci u dvou pacientů nedošlo k recidivě ichtyózy v celé ošetřené oblasti. U třetího nedošlo k recidivě na více než třetině (39,52 %) postižené oblasti.

Úspěšní v prvních týdnech, téměř 24 týdnů po transplantaci se u všech tří pacientů vyskytla určitá recidiva ichtyózy v místech transplantace. Vědci nakonec uvedli, že tuto techniku lze nejlépe využít ke zbavení se příznaků.

Byla by použitelná zejména při těžkých stavech a také k léčbě lokálních příznaků EI v určitých oblastech.

To představuje milník v léčbě EI a IWC. Genetické korekční mechanismy organismu samozřejmě vedly vědce k předvedení nové a slibné léčby. Tato studie otevírá cestu k ještě dalším výzkumům, které by byly z dlouhodobého hlediska pro pacienty přínosnější.

Studie byla publikována v časopise British Journal of Dermatology.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Potraviny s obsahem škrobu sehrály klíčovou roli v lidské evoluci a ovlivnily nejen náš jídelníček, ale také naši genetickou výbavu.

Nedávná studie odhalila, že vznik zemědělství - přibližně před 12 000 lety - a následný nárůst spotřeby potravin obsahujících škrob, jako je pšenice a obilí, významně ovlivnil lidský genom.

Výzkumníci ze Spojených států, Itálie a Velké Británie zjistili, že naše schopnost trávit sacharidy se v průběhu času výrazně vyvíjela. To úzce souvisí s rozvojem zemědělství a nárůstem podílu potravin obsahujících škrob v naší stravě.

Evoluční síla potravin obsahujících škrob

Schopnost získávat energii ze potravin obsahujících škrob se během tohoto období pozoruhodně zvýšila, což dokazuje rozšíření počtu genů kódujících enzymy, které štěpí škrob - z průměrných osmi vyskočil na více než 11 genů.

„Počet kopií genů pro amylázu se u Evropanů zvyšoval od počátku zemědělství, ale nikdy předtím se nám nepodařilo tento lokus plně sekvenovat. Je extrémně repetitivní a složitý,“ řekl Peter Sudmant, docent integrativní biologie na Kalifornské univerzitě v Berkeley a jeden z hlavních autorů studie.

Tento nárůst amylázových genů úzce souvisel s rozvojem a rozšířením zemědělství v Evropě z Blízkého východu, což se shodovalo se změnami ve stravovacích zvyklostech.

Dekódování amylázového lokusu

Vědci pečlivě zkoumali amylázový lokus genomu, kde se nachází gen pro slinnou amylázu (AMY1) a dva geny pro pankreatickou amylázu (AMY2A a AMY2B).

„Když si vezmete kousek suchých těstovin a dáte si je do úst, nakonec vám trochu zesládnou. To je váš slinný enzym amyláza , který štěpí škroby na cukry,“ vysvětlil Sudmant.

Ačkoli k tomu dochází u všech lidí a dalších primátů, lidský genom obsahuje výrazně vyšší počet kopií genu pro amylázu ve srovnání s našimi příbuznými primáty, jako jsou šimpanzi a neandrtálci, kteří mají pouze jednu kopii genu AMY1.

Jeden ze spoluautorů studie, postdoktorand Runyang Nicolas Lou z Kalifornské univerzity v Berkeley, upřesnil: „Naše studie zjistila, že v každé kopii lidského genomu se nachází jedna až 11 kopií AMY1, nula až tři kopie AMY2A a jedna až čtyři kopie AMY2B. Počet kopií koreluje s expresí genů a hladinou proteinů, a tím i se schopností trávit škrob.“

Výhoda přežití a globální adaptace

Přítomnost více amylázových genů poskytovala výhodu v přežití, přičemž výskyt chromozomů nesoucích více kopií se za posledních 12 000 let zvýšil sedmkrát.

Tato evoluce se neomezovala pouze na Evropu. Výzkumníci našli důkazy o podobných vzorcích i u dalších zemědělských populací na celém světě, bez ohledu na to, která škrobnatá rostlina byla domestikována.

Erik Garrison, spoluautor z University of Tennessee Health Science Center, zdůraznil širší důsledky těchto zjištění: „Jednou ze vzrušujících věcí, kterou jsme zde mohli udělat, je zkoumání moderních i starých genomů, abychom mohli rozčlenit historii strukturní evoluce v tomto lokusu.“

Úsvit nové metody

Dalším průlomem ve studii byl vývoj nové metody pro identifikaci onemocnění zahrnujících geny s více kopiemi, jako je amyláza.

Tato metoda také otevírá dveře ke zkoumání rychle se duplikujících genů souvisejících s imunitním systémem, pigmentací kůže a produkcí hlenu.

Výzkum naznačuje možnou souvislost mezi vyšším počtem kopií AMY1 a zvýšenou kazivostí zubů, i když je zapotřebí dalšího zkoumání.

Joana Rocha, spoluautorka z Kalifornské univerzity v Berkeley, přirovnala genomickou strukturu amylázového lokusu ke „sochám z různých kostek Lega“.

Techniky sekvenování s dlouhým čtením umožnily týmu rekonstruovat tyto složité genetické struktury s nebývalou přesností, což vrhá světlo na evoluční historii člověka a jeho genetickou rozmanitost.

Tento výzkum, financovaný americkým Národním institutem zdraví, je součástí rozšiřujícího se úsilí o lepší pochopení toho, jak genetické adaptace formovaly lidské zdraví a nemoci prostřednictvím měnící se stravy v průběhu tisíciletí.

Potraviny obsahující škrob a lidské zdraví

Evoluční vztah mezi škrobnatými potravinami a lidskou genetikou nadále formuje moderní zdraví.

Naši předkové se přizpůsobili stravě bohaté na sacharidy a dnešní populace stále vykazují různé schopnosti trávit škrob, což může ovlivňovat náchylnost k onemocněním, jako je obezita a cukrovka.

Pochopení této genetické adaptace na potraviny obsahující škrob nabízí nejen vhled do naší minulosti, ale poskytuje také cenné informace pro řešení současných zdravotních problémů spojených se stravou a metabolismem.

Studie byla publikována v časopise Nature.

Zdroj: web
zpět

Genová terapie umožnila slyšet pěti dětem, které se narodily hluché

Pět dětí podstoupilo genovou terapii k léčbě dědičné hluchoty, která se tentokrát týkala obou uší, po úspěchu dřívější léčby pouze jednoho ucha.

Pět dětí v Číně, které se narodily hluché, nyní slyší oběma ušima poté, co jim byla aplikována genová terapie, která jim poskytla normální kopii zmutovaného genu. Stupeň slyšení se u jednotlivých dětí liší, ale všechny nyní slyší hlasy v konverzační hlasitosti a dokáží lokalizovat zdroj zvuků.

Šest měsíců po léčbě mělo pět dětí sluch na úrovni 50 až 60 % normálu, říká člen týmu Zheng-Yi Chen z Mass Eye and Ear Hospital v Bostonu. "Když šeptáme, mají potíže, ale normální konverzace je v pořádku," říká. "Jsme velmi spokojeni."

V první části této studie, která začala v roce 2022, tým podal samostatné skupině šesti dětí v Číně genovou terapii pouze do jednoho ucha. Pět z těchto šesti dětí nabylo na léčeném uchu sluch a jejich stav se stále průběžně zlepšuje, říká Chen.

Tým očekává, že i u druhé skupiny pěti dětí dojde k dalšímu zlepšení. "To, co vidíme nyní, není vrcholem zlepšení," říká Chen. "Očekáváme, že se bude dále zlepšovat."

Zkouška v Číně je první z několika, které se rozbíhají po celém světě, přičemž dvě děti ve Velké Británii a jedno v USA také údajně po genové terapii získaly sluch na jedno ucho.

"Všechny studie jsou si v zásadě podobné," říká Manohar Bance z univerzity v Cambridge, který léčil obě děti ve Velké Británii.

Všechny děti v těchto studiích se narodily hluché, protože mají mutace v obou kopiích genu pro protein zvaný otoferlin. Ten hraje klíčovou roli v synapsích neboli spojeních mezi vláskovými buňkami v uchu, které detekují zvuk, a nervy, které přenášejí signály do mozku. Mutace ovlivňují tento protein a zabraňují přenosu signálů.

Předpokládá se, že 2 až 8 % dětí, které se na světě narodí hluché, trpí tímto onemocněním, známým jako DFNB9.

Rodiče dětí s DFNB9 mají normální sluch, pokud mají každý jen jednu zmutovanou kopii otoferlinu. Takové páry obvykle nevědí, že mají šanci 1:4, že se jim narodí neslyšící dítě.

Genová terapie spočívá v dodání funkční verze genu otoferlinu do vláskových buněk pomocí viru zvaného AAV. Vzhledem k velikosti genu otoferlinu je nutné jej rozdělit a vložit do dvou samostatných virů.

Směs virů se vstříkne do vnitřního ucha a kompletní gen se pak znovu sestaví uvnitř buněk, které dostanou obě jeho poloviny. Studie DFNB9 jsou prvním případem, kdy byla duální genová terapie AAV, jak je známo, použita k léčbě lidí.

"Je to velký technologický pokrok," říká Chen. "Očekáváme, že tato technologie bude mít velmi široké využití při léčbě dalších genetických onemocnění."

Studie začínají léčbou pouze jednoho ucha najednou, protože to vyžaduje poloviční dávku AAV, což podle něj snižuje pravděpodobnost výskytu nežádoucích účinků. V žádné ze studií nebyly hlášeny žádné závažné nežádoucí účinky.

Chenův tým nyní plánuje léčit druhé ucho dětí z první skupiny. To může být obtížné, protože imunitní reakce na počáteční injekci AAV by mohla zablokovat dodávku genu, ale Chen se domnívá, že to bude možné.

Léčba jiných forem dědičné hluchoty bude podle Chena obtížnější, protože u nich dochází k degeneraci některých struktur v uchu. U DFNB9 zůstávají všechny struktury nedotčené. "Musíme opravit pouze jednu složku," říká.

Někteří lidé nevnímají hluchotu jako stav, který je třeba léčit, říká Martin McLean z britské Národní společnosti neslyšících dětí. Společnost zastává názor, že rodiny by měly mít možnost se samy informovaně rozhodnout.

"Rodiče nebo mladí lidé by měli být informováni o všech rizicích a především by měli pochopit, že neslyšící není sám o sobě překážkou pro šťastný a spokojený život," říká.

Zdroj: New Scientist
zpět

Čínští vědci vytvořili virus podobný ebole, který je z 90 % smrtící, aby mohli studovat oční poruchy

Vědci jsou optimističtí a věří, že nový model by mohl pomoci při budoucím výzkumu očních poruch souvisejících s ebolou.

Čínští vědci geneticky upravili virus, který napodobuje infekci ebolou. Tento virus způsobil těžké oční vředy a nakonec vyhubil celou skupinu křečků.

Vědci doufají, že tato studie pomůže při výzkumu očních poruch souvisejících s ebolou.

V této studii se vezikulární stomatitida, která se obvykle vyskytuje u hospodářských zvířat, stala útočištěm viru ebola. Když ho podali křečkům, celá skupina po zhoršení vředů v očích uhynula.

Nový model odhaluje slibné poznatky pro výzkum viru ebola

Vezikulární stomatitida (VSV), nese část viru eboly zvanou glykoprotein (GP). Ten pomáhá viru proniknout do buněk a infikovat je. Pět samic a pět samců křečků, kteří byli až tři týdny staří, zemřelo během tří dnů.

Projevovaly se u nich podobné příznaky jako u pacientů s ebolou, například úbytek hmotnosti, selhání více orgánů, těžký zánět očí a vředy. Křečci měli navíc v těle vysoké hladiny viru.

Vědci jsou optimističtí a věří, že tento nový model by mohl pomoci při budoucím výzkumu očních poruch souvisejících s ebolou. "Všechna zvířata uhynula během 2-3 dnů po infekci," poznamenali vědci s tím, že tento model by mohl být užitečný pro testování vakcín proti ebole.

Podle vědců tento model umožnil rychlé preklinické testování protiopatření proti viru ebola v podmínkách BSL-2.

Dodali: "Tento náhradní model je bezpečným, účinným a nákladově efektivním nástrojem pro rychlé preklinické hodnocení lékařských protiopatření proti viru ebola v podmínkách BSL-2.". Má potenciál urychlit technologický pokrok a průlom v boji proti onemocnění virem Ebola."

Přístupnější výzkumným pracovníkům pro studium

Virus ebola způsobuje vnitřní krvácení a poškození tkání a šíří se přímým kontaktem s infikovanými tělními tekutinami, jako je krev nebo pot, nebo dotykem kontaminovaných předmětů. To je významné, protože studium eboly vyžaduje nákladné a vysoce kvalitní biologické zabezpečení, jako je tomu v zařízeních BSL-4.

V důsledku toho byl virus pro vědce méně přístupný. Podle vědců brání vývoji protiopatření proti EBOV nedostatek ideálních zvířecích modelů. Důvodem bylo, že EBOV vyžaduje manipulaci v zařízeních BSL-4.

Ve studii také analyzovali vliv viru. Zjistili, že virus se hromadil v kritických tkáních. Jako například v srdci, plicích, játrech, slezině, ledvinách, střevech a mozku. Jak studie ukázala, nejvyšší virové zatížení bylo zjištěno v játrech a nejnižší hladiny byly nalezeny v mozku.

Laboratorní únik

Dr. Richard Ebright, chemický biolog z Rutgersovy univerzity v New Jersey, řekl serveru DailyMail.com, že je nepravděpodobné, že by únik viru VSV z laboratoře vedl k rozsáhlé nákaze veřejnosti.

"[Bude] nezbytné ověřit, že nový chimérický virus neinfikuje a nereplikuje se v lidských buňkách a nepředstavuje riziko infekčnosti, přenosnosti a patogenity u lidí, než se přistoupí ke studiím na úrovni biologické bezpečnosti 2," uzavřel.

Ebola je způsobena skupinou virů, známých jako orthoebolaviry. Ty byly objeveny v roce 1976 v Demokratické republice Kongo. Od roku 1976, kdy byla ebola poprvé identifikována, bylo zaznamenáno 29 ohnisek nebo hlášení případů onemocnění virem ebola.

Podle WHO byla epidemie v letech 2014-2016 v západní Africe největší a nejkomplexnější epidemií eboly s 28 646 hlášenými případy a 11 323 hlášenými úmrtími.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Návrat starobylého ptáka

Harvardští biologové pomocí pravěké DNA získané z kosti prstu muzejního exempláře sekvenovali genom vyhynulého nelétavého ptáka zvaného moa malý, čímž vnesli světlo do neznámého koutu ptačí genetické historie.

Práce publikovaná v časopise Science Advances je první kompletní genetickou mapou tohoto ptáka velikosti krocana, mezi jehož vzdálené žijící příbuzné patří pštros, emu a kiwi. Je to jeden z devíti známých druhů moa, všichni vyhynuli za posledních 700 let, kteří obývali Nový Zéland před koncem roku 1200 a příchodem polynéských lidských osadníků.

"Odhrnujeme tak závoj tajemství tohoto druhu," řekl hlavní autor studie Scott V. Edwards, profesor na katedře organické a evoluční biologie a kurátor ornitologie v Muzeu srovnávací zoologie. "Můžeme studovat moderní ptáky tím, že je pozorujeme a sledujeme jejich chování. U vyhynulých druhů máme jen velmi málo informací až na to, jak vypadaly jejich kosti a v některých případech i to, čím se živili. DNA poskytuje opravdu vzrušující okno do přírodní historie vyhynulých druhů, jako je například malý křovinný moa."

Moa křovinný byl nejmenší z druhů moa, vážil asi 60 kilogramů a byl rozšířen v nížinných lesích na severním a jižním ostrově Nového Zélandu. Genomická analýza odhalila, že jejich nejbližšími žijícími příbuznými nejsou kiviové, jak se původně spekulovalo, ale tinamové, skupina neotropických ptáků, od nichž se geneticky oddělili asi před 53 miliony let.

Harvardský tým nabízí nové genetické důkazy pro různé aspekty smyslové biologie moa křovinného. Stejně jako mnoho jiných ptáků měli v sítnici čtyři typy čípkových fotoreceptorů, které jim umožňovaly nejen barevné, ale i ultrafialové vidění. Měli celou sadu chuťových receptorů, včetně hořkých a umami. Snad nejpozoruhodnějším rysem těchto nelétavých ptáků je úplná absence kosterních prvků předních končetin, které obvykle tvoří ptačí křídla, napsali vědci. Studium genomu moa by mohlo přinést nové poznatky o tom, jak a proč se někteří ptáci vyvinuli jako nelétaví.

Vědci použili vysoce výkonné sekvenování DNA, které umožňuje rychlé skenování krátkých fragmentů DNA o délce pouhých 101 párů nukleotidových bází a vytváření databází s miliony těchto genetických úseků. K vytvoření genomu moa křovinného tým sekvenoval ekvivalent 140 ptačích genomů, tedy asi 140 miliard párů bází DNA, z čehož jen asi 12 % tvořila skutečná DNA moa (zbytek byla bakteriální DNA).

Poté genom sestavili tak, že vzali každý kousek DNA a namapovali ho na správnou pozici. Sestavování genomů vyhynulých druhů je náročná práce, která je díky technologiím, jako je vysoce výkonné sekvenování, dostupnější. Dalšími druhy, které byly zmapovány podobným způsobem, jsou holub domácí, mamut srstnatý a náš blízký příbuzný neandrtálec. S využitím existujícího genomu emu jako vodítka sestavili genetickou sekvenci moa křovinného tak, že našli překryvy mezi jednotlivými genetickými fragmenty, čímž v podstatě zrekonstruovali dlouhou skládačku o 140 miliardách dílků.

Projekt moa křovinného vznikl před více než 15 lety v laboratoři zesnulého Allana J. Bakera, odborníka na DNA starých ptáků z Královského muzea v Ontariu, který poprvé získal a sekvenoval DNA ptáka z fosilie nalezené na Jižním ostrově Nového Zélandu. Na počátečním zpracování a sekvenování DNA se podílela také spoluautorka Alison Cloutierová, která dříve pracovala s Bakerem a později se stala postdoktorandkou v Edwardsově laboratoři na Harvardu, která data zdědila.

Rekonstrukce genomu dávno vyhynulého ptáka zaplňuje novou větev ptačího rodokmenu, čímž se otevírají dveře ke studiu ptačí evoluce, nebo dokonce jednou k možnému vzkříšení těchto druhů pomocí technologií deextinkce.

"Pro mě je tato práce především o doplnění přírodní historie tohoto úžasného druhu," řekl Edwards.

Zdroj: web
zpět

Starověké viry spojené s duševními chorobami

Shrnutí: Nová studie odhalila, že staré virové sekvence DNA, které byly dříve považovány za " junk DNA", jsou aktivní v lidském mozku a přispívají k riziku psychiatrických poruch, jako je schizofrenie, bipolární porucha a deprese. Tento objev vrhá světlo na složité genetické faktory ovlivňující duševní zdraví.

Klíčová fakta:

    Starobylé virové sekvence DNA se projevují v lidském mozku.
    Některé z těchto sekvencí jsou spojeny se zvýšeným rizikem psychiatrických poruch.
    Pochopení těchto prastarých virů by mohlo přinést revoluci ve výzkumu a léčbě duševního zdraví.

Zdroj: King's College London

Nový výzkum pod vedením King's College London zjistil, že tisíce sekvencí DNA pocházejících z dávných virových infekcí jsou exprimovány v mozku, přičemž některé z nich přispívají k náchylnosti k psychiatrickým poruchám, jako je schizofrenie, bipolární porucha a deprese.

Studie, která byla publikována v časopise Nature Communications, byla částečně financována Národním institutem pro výzkum zdraví a péče (NIHR) Maudsley Biomedical Research Centre a Národním institutem zdraví USA (NIH).

Přibližně osm procent našeho genomu tvoří sekvence zvané lidské endogenní retroviry (HERV), které jsou produkty dávných virových infekcí, k nimž došlo před stovkami tisíc let.

Až donedávna se předpokládalo, že tyto "fosilní viry" jsou prostě odpadní DNA, která nemá v těle žádnou důležitou funkci.

Díky pokroku v genomickém výzkumu však vědci nyní zjistili, kde se v naší DNA tyto fosilní viry nacházejí, což nám umožňuje lépe pochopit, kdy se projevují a jaké funkce mohou mít.

Tato nová studie navazuje na tyto pokroky a jako první ukazuje, že soubor specifických HERV exprimovaných v lidském mozku přispívá k náchylnosti k psychiatrickým poruchám, což představuje krok vpřed v pochopení komplexních genetických složek, které přispívají k těmto stavům.

Dr. Timothy Powell, spoluautor studie a vedoucí lektor na Institutu psychiatrie, psychologie a neurovědy (IoPPN) na King's College v Londýně, uvedl: "V této studii se objevily tyto geneticky významné viry: "Tato studie využívá nový a robustní přístup k posouzení toho, jak genetickou náchylnost k psychiatrickým poruchám ovlivňuje exprese starobylých virových sekvencí přítomných v moderním lidském genomu.

"Naše výsledky naznačují, že tyto virové sekvence pravděpodobně hrají v lidském mozku důležitější roli, než se původně předpokládalo, přičemž specifické profily exprese HERV jsou spojeny se zvýšenou náchylností k některým psychiatrickým poruchám."

Studie analyzovala údaje z rozsáhlých genetických studií zahrnujících desítky tisíc lidí s duševními poruchami i bez nich a také informace z pitevních vzorků mozku 800 jedinců, aby zjistila, jak varianty DNA spojené s psychiatrickými poruchami ovlivňují expresi HERV.

Ačkoli většina geneticky rizikových variant spojených s psychiatrickými diagnózami měla vliv na geny s dobře známými biologickými funkcemi, vědci zjistili, že některé geneticky rizikové varianty prioritně ovlivňují expresi HERV.

Výzkumníci zaznamenali pět robustních příznaků exprese HERV spojených s psychiatrickými poruchami, včetně dvou HERV, které jsou spojeny s rizikem schizofrenie, jednoho spojeného s rizikem bipolární poruchy i schizofrenie a jednoho spojeného s rizikem deprese.

Dr. Rodrigo Duarte, první autor a výzkumný pracovník IoPPN na King's College London, řekl: "Vědci se domnívají, že tyto viry se vyskytují v různých místech genomu: "Víme, že psychiatrické poruchy mají významnou genetickou složku, přičemž mnoho částí genomu postupně přispívá k jejich vzniku.

"V naší studii jsme byli schopni prozkoumat části genomu odpovídající HERV, což vedlo k identifikaci pěti sekvencí, které se vztahují k psychiatrickým poruchám.

"I když zatím není jasné, jak tyto HERV ovlivňují mozkové buňky, aby způsobily toto zvýšení rizika, naše zjištění naznačují, že regulace jejich exprese je důležitá pro funkci mozku."

Dr. Douglas Nixon, spoluautor studie a výzkumný pracovník Feinsteinova institutu pro lékařský výzkum v Northwell Health v USA, uvedl: "K pochopení přesné funkce většiny HERV, včetně těch, které jsme identifikovali v naší studii, je zapotřebí dalšího výzkumu."

"Domníváme se, že lepší pochopení těchto prastarých virů a již známých genů, které se podílejí na psychiatrických poruchách, má potenciál způsobit převrat ve výzkumu duševního zdraví a vést k novým způsobům léčby nebo diagnostiky těchto stavů."

Abstrakt

Začlenění lidských endogenních retrovirů do transkriptomových asociačních studií upozorňuje na nové rizikové faktory pro hlavní psychiatrická onemocnění

Lidské endogenní retroviry (HERV) jsou repetitivní prvky, které se dříve podílely na závažných psychiatrických stavech, ale jejich role v etiologii zůstává nejasná.

Zde jsme provedli specializované transkriptomové asociační studie, které zohledňují expresi HERV kvantifikovanou na přesná genomická místa, s využitím sekvenování RNA a genetických dat ze 792 postmortálních vzorků mozku.

U Evropanů identifikujeme 1238 HERV s expresí regulovanou in cis, z nichž 26 představuje expresní signály spojené s psychiatrickými poruchami, přičemž deset z nich je podmíněně nezávislých na sousedních expresních signálech.

Pět z nich je navíc významných v analýzách přesného mapování, a jsou tedy považovány za HERV s vysokou důvěrou v riziko.

Patří mezi ně dva expresní signály HERV specifické pro riziko schizofrenie, jeden společný pro schizofrenii a bipolární poruchu a jeden specifický pro velkou depresivní poruchu.

Nebyly identifikovány žádné robustní podpisy pro stavy autistického spektra nebo poruchy pozornosti s hyperaktivitou u Evropanů, ani pro žádný psychiatrický rys u jiných rodů, ačkoli je to pravděpodobně důsledek relativně omezené statistické kapacity.

V konečném důsledku naše studie poukazuje na rozsáhlou expresi a regulaci HERV v kůře dospělého člověka, a to i v souvislosti s rizikem psychiatrických poruch, a poskytuje tak důvod pro zkoumání neurologické exprese HERV u komplexních neuropsychiatrických rysů.

Zdroj: web
zpět

Výzkumníci z Brna i ze zahraničí „naučili“ bakterii zpracovávat cukr z biomasy

Tým vědců z Ústavu experimentální biologie Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity odhalil, jak se bakterie adaptují na nové zdroje uhlíku a energie. Vyvinul účinný postup, který umožňuje proces urychlit a využít v moderních biotechnologiích při produkci užitečných látek. Na výzkumu – konkrétně s bakterií Pseudomonas putida – pracovali také vědci z Austrálie, Německa a Španělska.

Studii publikoval odborný časopis Nature Communications, brněnská univerzita o tom minulý týden informovala v tiskové zprávě.

„Publikovaný výzkum umožňuje lépe pochopit, jak se bakterie ‚učí‘ zpracovávat nové skupiny cukrů, jejichž přeměna může biotechnologickou produkci užitečných látek zlevnit a dále rozšířit,“ shrnul Pavel Dvořák, vedoucí týmu z Masarykovy univerzity a koordinátor výzkumu.

„Buněčné továrny“

Některé mikroorganismy se díky jednoduché stavbě těla, rychlé reprodukci, snadné manipulovatelnosti a rozmanitému buněčnému metabolismu využívají například při průmyslové výrobě léčiv.

„Buněčné továrny“ pracují také na produkci chemikálií, biopaliv, složek potravin či nových materiálů, jako jsou biologicky odbouratelné plasty.

Bakterie vyrábějí důležité látky hlavně z cukrů obsažených ve škrobu z kukuřice či pšenice, případně z brambor. Jde však zároveň o plodiny, které slouží pro výživu lidí.

„Proto je lépe se poohlédnout po jiných cukrech, např. xylóze, která je po glukóze druhým nejhojněji se vyskytujícím cukrem na planetě Zemi a která je uložena v pro lidi nestravitelné složce zbytkové rostlinné biomasy – což je zjednodušeně řečeno skoro všechno, co z rostliny na poli zůstane, když sklidíte třeba klasy kukuřice nebo pšenice,“ vysvětlil Dvořák.

Nahlédnout pod pokličku evoluce

Průmyslově využívané bakterie často nedokážou takové cukry zpracovat. Vědci to však bakterii Pseudomonas putida naučili. Prozkoumali její metabolismus, vložili do něj na úrovni DNA nové „součástky“ a poté nechali na bakterii ve zkumavce působit laboratorní evoluci, aby si na nový cukr zvykla.

„To se povedlo a nám se následně podařilo rozluštit, jak proces přizpůsobování bakterie na nový cukr probíhal. Dalo by se říct, že jsme tak trochu nahlédli pod pokličku evoluce, jejíž směřování ale bylo do značné míry určeno našimi cílenými zásahy do metabolismu bakterie,“ uvedla spoluautorka studie Barbora Popelářová z mikrobiologického oddělení přírodovědecké fakulty.

Nový přístup autoři nazývají synteticky směrovanou adaptací.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

V kostech neandrtálců byly vypátrány nejstarší známé lidské viry

Genetická analýza koster neandrtálců starých 50 000 let odhalila pozůstatky tří virů příbuzných moderním lidským patogenům a vědci se domnívají, že by je bylo možné znovu vytvořit.

Z ostatků neandertálců, kteří žili před více než 50 000 lety, byly izolovány genetické sekvence tří běžných virů, které sužují dnešní lidstvo.

Marcelo Briones z Federální univerzity v brazilském São Paulu tvrdí, že by mohlo být možné tyto viry syntetizovat a infikovat jimi buňky moderního člověka v laboratoři.

"Tyto viry podobné virům z Jurského parku by pak mohly být studovány z hlediska jejich reprodukčních a patogenních vlastností a porovnávány se současnými protějšky," říká.

Briones a jeho kolegové analyzovali DNA z koster dvou neandrtálských mužů nalezených v Čagyrské jeskyni v Rusku.

Identifikovali zbytky adenoviru, který u současných lidí způsobuje příznaky nachlazení, herpesviru, který může mít za následek opary, a pohlavně přenosného papilomaviru, který může způsobovat genitální bradavice a rakovinu.

Jedná se o nejstarší lidské viry, které kdy byly objeveny, a předčí tak 31 000 let starý virus nalezený v zubech Homo sapiens ze severovýchodní Sibiře.

Briones říká, že porovnáním genetických sekvencí s moderními viry tým vyloučil možnost, že by viry pocházely od současných lidí, kteří mohli s ostatky manipulovat, nebo od predátorů, kteří se jimi mohli živit.

"Naše data dohromady naznačují, že tyto viry mohou představovat viry, které skutečně infikovaly neandrtálce," říká.

Někteří vědci spekulují, že viry mohly hrát roli při vymírání neandertálců.

Briones říká, že výsledky týmu dodávají této možnosti váhu, ale nemohou ji potvrdit. "Abychom podpořili jejich provokativní a zajímavou hypotézu, bylo by nutné prokázat, že v neandertálských pozůstatcích lze nalézt alespoň genomy těchto virů," říká. "To jsme udělali."

Skutečnost, že jeden neandertálec mohl být infikován třemi viry, není podle něj překvapivá, protože dnešní lidé jsou během svého života infikováni v průměru asi 10 různými druhy virů.

Sally Wasefová z Queenslandské technologické univerzity v Austrálii říká, že studie naznačuje, že existuje vysoká šance na další objevy o minulých chorobách, které mohly postihnout anatomicky moderní lidi a naše vymřelé lidské příbuzné.

Studium dávných virů však podle ní zůstává novým oborem, který je třeba více prozkoumat. "Současné nástroje používané k ověřování výsledků starověké lidské DNA se nemusí uplatnit u virů, které mají standardně kratší vlákna DNA."

Brionesová dodává, že cíl znovu vytvořit starověké viry bude náročný. "Jsem skeptický k tomu, že by se to mohlo podařit, vzhledem k tomu, že dosud plně nerozumíme tomu, jak je DNA virů poškozena a jak rekonstruovat obnovené kousky do úplného virového genomu. Také je třeba vzít v úvahu interakci mezi hostitelem a virem, zejména ve zcela odlišném prostředí."

Zdroj: New Scientist
zpět

Testy DNA. Migranti si dovážejí příbuzné, Rakousku dochází trpělivost

Rakouský kancléř Karl Nehammer by rád prostřednictvím testů DNA a jinými opatřeními omezil imigraci rodinných příslušníků uprchlíků do země.

Lidovecký premiér ohlásil četnější a dokonalejší využívání genetických testů k prokazování rodinných vztahů. Platí totiž, že ten, kdo získal v Rakousku azyl, si sem může přivést svého partnera nebo nezletilé děti

Testy DNA se v současné době používají pouze v jednotlivých případech.

Na dotaz listu Die Presse , jaký je rozdíl oproti současnému právnímu stavu, kacléřství odpovědělo, že testy DNA se v současné době používají pouze v individuálních případech. V zákoně se uvádí: „Pokud cizinec není schopen prokázat domnělý příbuzenský vztah pomocí nezpochybnitelných dokladů nebo jiných vhodných a rovnocenných způsobů osvědčení, Spolkový úřad nebo Spolkový správní soud mu na jeho žádost a náklady umožní provedení analýzy DNA.

„Testy DNA však nyní budou muset být provedeny v případě sebemenší pochybnosti – abychom si mohli být naprosto jisti, že zde nedochází ke zneužití,“ řekl Nehammer. Náklady budou zpočátku stále hradit sami migranti. Pokud se vztah potvrdí, budou jim náklady proplaceny. Takové tzv. potvrzení o rodičovství stojí přibližně 200 eur (pět tisíc korun).

Do akce půjdou noví inspektoři

V rámci slučování rodin by Rakousko mělo podle nové vyhlášky také posílit kontroly za pomoci odborníků na doklady a bezpečnostních orgánů, napsal list Der Standard.

„Omezíme slučování rodin prostřednictvím přísných kontrol,“ prohlásil Nehammer, aniž upřesnil, jak časté byly dosud podvody v těchto řízeních.

Ministr vnitra Gerhard Karner a ministr zahraničí Alexander Schallenberg (ÖVP) byli pověřeni, aby opatření „v nejbližších dnech účinně provedli“.

Kromě toho mají být ještě intenzivněji nasazeni speciálně vyškolení inspektoři dokladů a chystají se zvýšené bezpečnostní kontroly rodinných příslušníků ze strany bezpečnostních orgánů.

Zátěž drtí Vídeň

Imigraci blízkých příbuzných lidí, jimž rakouské úřady přiznaly status uprchlíka, ztížila pandemie covidu-19. Mezitím došlo k velkému nárůstu počtu těchto imigrantů, zejména ve Vídni.

Metropole se cítí být obzvláště zatížena, protože mnoho osob s nárokem na azyl se do hlavního města stěhuje z jiných spolkových zemí. Christoph Wiederkehr (Neos), vídeňský radní pro školství a náměstek primátora, na konci dubna informoval, že jen za poslední měsíc vídeňské školy přijaly 350 nových dětí kvůli slučování rodin. Vídeňský radní pro školství a náměstek primátora. Ve školách proto zřizují nové třídy ve stavebních kontejnerech.

Rakouské ministerstvo vnitra zaregistrovalo v prvním čtvrtletí roku asi 6 900 žádostí o azyl. Za celý loňský rok činil podíl těch, kdo přišli do země za rodinnými příslušníky, 16 procent.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Může genetická modifikace zachránit vzácného vačnatce před vyhynutím?

Vědci dosáhli pokroku, když se snaží vytvořit odolnost kunovce severního vůči jedovatým třtinovým ropuchám, které ho v Austrálii vyhubily.

Americká společnost Colossal Biosciences, která se zabývá "vymíráním", tvrdí, že tým, který financuje v Austrálii, učinil "významný krok" na cestě k záchraně ohroženého vačnatce zvaného kunovec severní.

Plánem je geneticky modifikovat zvířata tak, aby byla odolná vůči toxinu invazní ropuchy třtinové, ale tým zatím upravil pouze buňky jiného vačnatce.

Kunovec severní (Dasyurus hallucatus) je malý, převážně masožravý vačnatec, který se vyskytuje v severních oblastech Austrálie. Pro savce je velmi neobvyklé, že samci po páření umírají.

Populace byly zdevastovány zavlečenými predátory, jako jsou kočky, a ztrátou životního prostředí. Největší hrozbu však představuje invazní ropucha třtinová (Rhinella marina), která vylučuje toxin, jenž v Austrálii zabíjí mnoho potenciálních predátorů.

Ten působí tak, že inhibuje protein, který pumpuje sodík z buněk, což znamená, že hladina sodíku může stoupnout na nebezpečnou úroveň. Mimo Austrálii se malé změny v proteinu pumpy, které zajišťují odolnost, vyvinuly nezávisle u řady predátorů, od hmyzu po ježky.

Stephen Frankenberg z Melbournské univerzity v Austrálii a jeho kolegové chtějí upravit genom kunovců severních tak, aby byli také odolní.

"Naše úprava odolnosti vůči toxinům mění pouze několik bází DNA, které by pravděpodobně nakonec stejně vznikly přirozenou spontánní mutací, pokud by kvoli žili s ropuchami dalších několik tisíc let," říká Frankenberg. "My tento proces jen urychlujeme, aby nevyhynuly dříve, než se rezistence přirozeně vyvine."

Jeho tým není zdaleka první, kdo navrhuje využití genetického inženýrství k záchraně ohrožených druhů. V USA byly například geneticky modifikovány americké kaštanovníky, aby odolaly houbě, která většinu z nich vyhubila.

Podle Jonathana Webba z Technologické univerzity v australském Sydney, který není členem týmu, by mohlo inženýrství u kdouloně severní pomoci zachránit i tato zvířata.

"Pokud by geneticky upravení kunovci měly dostatečnou odolnost vůči toxinu, pak by měly vysokou šanci přežít útok predátorů na ropuchu třtinovou," říká Webb. "Poté by se buď naučily ropuchám vyhýbat, nebo by je mohly využívat jako potravu, což by mohlo pomoci zvrátit situaci ropuch třtinových."

Jiné přístupy selhaly, říká Webb. Jeho tým se například pokoušel vyvinout návnady, které by naučily čolky severní vyhýbat se ropuchám rákosním, ale ukázalo se, že to není proveditelné ve velkém měřítku.

V oblasti genetické modifikace čolků severních se však příliš nepokročilo. V roce 2020 Frankenberg novinářům sdělil, že tým použil úpravu genů CRISPR k zavedení odolnosti vůči toxinu do buněk rostoucích v misce jiného vačnatce známého jako dunnart. Ten patří do stejné čeledi jako kunovci, ale lépe se s ním pracuje.

Nyní se tým chystá zveřejnit studii, která ukazuje, že editované buňky dunnarta jsou 45krát odolnější vůči toxinu ropuchy třtinové než buňky neupravené.

V článku se uvádí, že byla změněna pouze jedna ze dvou kopií genu sodíkové pumpy. Pokud by byly změněny oba, byla by odolnost ještě vyšší, uvádí se v ní.

"Je to jako kdyby někdo vylezl na první příčku žebříku a prohlásil: 'Podívejte, tento první krok dokazuje, že mohu doletět na Měsíc'," říká Merlin Crossley z University of New South Wales v Sydney.

Jde o to, že skutečnou výzvou není editace buněk v misce. Aby mohli vědci geneticky modifikovat savce, musí získat a manipulovat s vaječnými buňkami a poté implantovat embrya do připravených samic.

To je snadné u některých dobře prozkoumaných zvířat, jako jsou myši, ale při pokusech u nových druhů to často selhává. Aby se to podařilo, může to vyžadovat velké úsilí a mnoho jedinců, na kterých se to cvičí. To je nákladné a zvláště obtížné u ohrožených druhů.

Navíc se až do roku 2021 žádnému týmu na světě nepodařilo geneticky upravit žádného vačnatce. Hlavním problémem je, že se na jejich vajíčkách brzy po oplodnění vytvoří tvrdá skořápka, která brání vpravení takových věcí, jako je například "stroj" na úpravu genů CRISPR.

I kdyby se Frankenbergovi podařilo vytvořit kunovce odolné vůči toxinům, jeho tým bude muset ještě vytvořit dostatečně velké množství, aby je mohl vypustit do volné přírody a rozšířit tak gen odolnosti, nemluvě o získání povolení k jejich vypuštění.

"Ten nápad se mi líbí a myslím, že stojí za to ho prozkoumat," říká Crossley. Ale to nejtěžší podle něj teprve přijde.

Zdroj: New Scientist
zpět

Genová terapie CRISPR zlepšuje zrak u lidí s dědičnou slepotou

Klinická studie nazvaná Brilliance, které se zúčastnilo 14 osob, ukázala, že editace genů CRISPR vedla ke zlepšení zraku u osob s dědičnou slepotou. Výzkumníci z Mass Eye and Ear uvedli, že jejich zjištění podporují další výzkum terapie dědičných poruch sítnice pomocí CRISPR. Výsledky 11 účastníků ukázaly zlepšení zraku.

Také poznamenali, že tato studie zahrnovala vůbec prvního pacienta, který dostal zkoumaný lék na bázi CRISPR přímo do těla.

Hlavní řešitel Eric Pierce zdůraznil, že studie ukazuje, že genová terapie dědičné ztráty zraku je hodná zájmu budoucího výzkumu. Podle něj jsou první výsledky výzkumu slibné.

"Je to velká událost, když slyšíme, jak byli nadšení, že konečně vidí jídlo na talíři," řekl Pierce. "Byli to jedinci, kteří nedokázali přečíst ani řádek na oční kartě. Neměli žádné možnosti léčby, což je bohužel realita pro většinu lidí s dědičnými poruchami sítnice."

Více informací o účastnících, dědičné ztrátě zraku a procesu

Cílem je vpravit CRISPR tak, aby se dostal do sítnice a obnovil schopnost produkovat geny a proteiny.

Účastníci dostali injekci léku EDIT-101 pro úpravu genomu CRISPR/Cas9 do jednoho oka prostřednictvím specifického chirurgického zákroku. Ze 14 účastníků bylo 12 dospělých, což znamená, že jim bylo mezi 17 a 63 lety.

Zbývající dva byly děti ve věku 10 a 14 let. Narodily se s Leberovou kongenitální amaurózou. Vyskytuje se celkem asi u 2 nebo 3 ze 100 000 novorozenců.

Leberova vrozená amauróza je oční porucha, která postihuje sítnici a vede k těžkému poškození zraku již od dětství. Podle údajů byly popsány různé podtypy, které jsou způsobeny genetickými změnami v různých genech.

Toto vzácné onemocnění tak může být způsobeno více než 200 různými genetickými mutacemi. Gen CEP290 poskytuje instrukce pro produkci proteinu, který se podílí na struktuře a funkci buněčných komponent. Mutace proto mohou vést k poruše jeho funkce a mohou narušit schopnost fotoreceptorových buněk reagovat na světlo.

11 výsledků, které změní život při dědičné ztrátě zraku

Pro zjištění účinnosti se vědci zaměřili na čtyři kritéria. Ta zahrnují nejlépe korigovanou zrakovou ostrost; testování podnětů v plném poli přizpůsobeném tmě, navigaci zrakových funkcí a kvalitu života související se zrakem.

Výsledky ukázaly, že u 11 účastníků došlo ke zlepšení alespoň jednoho ze čtyř měřených výsledků. U 6 účastníků došlo ke zlepšení dvou nebo více výsledků. Šest účastníků uvedlo zlepšení kvality života související se zrakem.

U 4 účastníků došlo ke klinicky významnému zlepšení zrakové ostrosti, tedy toho, jak dobře dokáží identifikovat předměty nebo písmena na mapě. Jak uvedli, všechny drobné vedlejší účinky byly odstraněny.

"Výsledky jsou důkazem konceptu a poskytují důležité poznatky pro vývoj nových a inovativních léků na dědičná onemocnění sítnice," uvedl doktor Baisong Mei, vedoucí lékař společnosti Editas Medicine. "Prokázali jsme, že můžeme bezpečně dopravit do sítnice terapii založenou na genové editaci CRISPR. A máme klinicky významné výsledky."

Před deseti lety začala společnost Editas Medicine zkoumat, jak se vypořádat s mutací CEP290. Zkoumali, zda je například CRISPR-Cas9 dobrým nástrojem pro takové mutace. V roce 2019 pak přišla studie BRILLIANCE.

V roce 2020 provedli kliničtí lékaři klinickou studii BRILLIANCE. Tehdy byl CRISPR poprvé použit k úpravě lidských genů v těle.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Vědci po 1400 letech díky genetice rozlouskli záhadu o původu Avarů

Vědcům se podařilo s využitím genetiky rozklíčovat původ Avarů a strukturu jejich společnosti. Kočovní nájezdníci mongolského původu vtrhli do východní a střední Evropy v 6. století a opanovali ji na tři století. Byli postrachem Slovanů a třásla se před nimi i starobylá Byzanc.

Přestože o válečných počinech Avarů toho doboví autoři popsali dost, marně se pídili po tom, kdo jsou a odkud přišli. Po 1400 letech se podařilo najít odpovědi na jejich otázky.

Do špičkového mezinárodního výzkumu se významnou měrou zapojila archeogenetička Zuzana Hofmanová z brněnské Masarykovy univerzity.

Vědci analyzovali vzorky DNA ze 424 koster Avarů, především z Maďarska, díky čemuž dokázali sestavit jejich rodokmen překlenující devět generací. Kosti toho řekly více: odhalily příbuzenské vazby a vysvětlují, jak byla jejich společnost strukturována. Data mluví o tom, že si Avaři udržovali své tradice.

Dorazili z nynějších mongolských stepí

Avaři před tisíci lety zmizeli, zásadně ale ovlivnili slovanské obyvatelstvo střední Evropy. Ze vzdoru proti nim vznikla Sámova říše a na troskách té avarské se zrodila Velká Morava.

Kočovníci přišli do Karpatské kotliny z dnešního Mongolska. Během několika let urazili při svém putování 5000 kilometrů. V historii lidstva jde o vůbec nejrychlejší doloženou migraci na takovou vzdálenost.

„Byli jasně geneticky spojeni s populacemi ze severovýchodní Asie, včetně jedince přímo z Rouranské říše,“ uvedl hlavní autor studie Guido Gnecchi-Ruscone.

„Příchozí avarská skupina do Evropy vládla různorodé populaci (pozn.: z oblasti dnešního Maďarska) s pomocí heterogenní elity. Je zajímavé, že se mezi avarskou elitou východoasijský původ udržoval velmi dlouho, i když byli obklopeni populacemi lokálního původu,“ sdělila Hofmanová.

Znamená to, že vládnoucí Avaři si společensky udržovali od ostatních odstup, a je dokonce možné, že i přes obrovskou vzdálenost byli v úzkém kontaktu se svojí pravlastí.

Současný výzkum potvrdil závěry Zuzany Hofmanové z roku 2022 o původu Avarů a ještě podstatně rozšířil poznatky o složení avarské společnosti, její struktuře i spojení Avarů se svojí pravlastí, tedy s Asií.

Kosti jako studnice informací

Nejnovější analýza ukázala, že se Avaři vyhýbali sňatkům i vzdáleně příbuzných, což naznačuje, že si udržovali podrobnou paměť o svých předcích a po generace věděli, kdo jsou jejich biologičtí příbuzní. Společnost byla spojena po otcovské linii. Hroby na čtyřech nekropolích z Maďarska vypráví o soudržnosti rodů. Hroby otců jsou obklopeny hroby synů a jejich partnerek.

Naopak chybí příbuzné ženy. Dívky tak asi po dovršení zhruba 18 let od rodin odcházely a následovaly své partnery do jiných oblastí. Jak rovněž informuje Masarykova univerzita, zvláštností Avarů byly takzvané levirátní svazky. V rámci nich mohli mít otec se synem potomky s jednou nebiologicky příbuznou ženou.

Kosti jsou podle vědců neuvěřitelnou studnicí informací, po nichž se konkrétně u Avarů už nelze dopátrat ani v nejstarších písemných pramenech. Analýza DNA, která je u každého člověka jedinečná, nehovoří jen o jeho zdraví a případných příbuzenských vazbách. Např. v jedné ze zkoumaných lokalit se ukázalo, že v 7. století byla nahrazena jedna otcovská linie jinou. Svědčí o tom nejen změna ve způsobu pohřbívání, ale podle DNA i zásadní změna stravovacích návyků.

Ze získaných vzorků toho možná vědci časem zjistí ještě více…

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

V Británii začali na pacientech s melanomem zkoušet novou „vakcínu na míru“

Britští vědci začali na pacientech s melanomem zkoušet novou mRNA vakcínu „ušitou“ jim na míru. Personalizace složení této vakcíny trvá asi osm týdnů a spočívá v jejím přizpůsobení konkrétním vlastnostem nádoru pacienta. Jedním z prvních lidí, kteří souhlasili s testem této nové terapie, je 52letý učitel hudby Steve Young. Video zprostředkovala agentura AP.

Steve měl na hlavě 10 let „bouli“, která byla dlouho nesprávně diagnostikována. Pak ale specialisté zjistili, že jde o zhoubný melanom, sice méně častou, ale zato velmi nebezpečnou formu rakoviny kůže. Loni v srpnu mu lékaři sice vyřízli útvar z pokožky hlavy, ale boj proti melanomu tímto zákrokem zpravidla úplně nekončí, hrozí totiž návrat této zhoubné choroby, prostřednictvím v těle rozptýlených a málo viditelných rakovinných buněk.

Nyní se Steve zapojil do klinických zkoušek spojených se studií fáze 3, kdy mu byla v rámci pokusné terapie aplikována tzv. personalizovaná mRNA vakcína.

Vakcína od Moderny

Zkušební terapie je součástí studie, kterou vede nadace NHS Foundation Trust při University College London Hospitals (UCLH). Personalizovanou mRNA vakcínu proti melanomu vyvinula společnost Moderna, přičemž souběžně s ní je pacientům aplikována imunoterapie – jmenovitě lék Keytruda (pembrolizumab), vyvinutý společností Merck Sharp and Dohme (MSD).

První mRNA vakcíny na světě k léčbě melanomu jsou tak podle deníku The Guardian testovány mj. na britských pacientech. Protirakovinná látka je vyrobena na míru pro každého člověka za pouhých osm týdnů a funguje tak, že říká tělu, aby vytvořilo proteiny, které posléze zabrání návratu této smrtelné rakoviny kůže.

Již studie fáze 2, které se zúčastnily farmaceutické firmy Moderna a MSD, zjistila, že vakcína dramaticky snižuje riziko návratu rakoviny u pacientů s melanomem.

Nyní tedy byla zahájena závěrečná fáze 3 pokusné vakcinační terapie. Pacientům, kteří se zúčastnili fáze 3, musel být jejich vysoce rizikový melanom chirurgicky odstraněn v posledních 12 týdnech, aby byl zajištěn co nejlepší výsledek. Kontrolní vzorek pacientů dostává placebo, přičemž tito pacienti nevědí, zda dostávají v injekcích lék, nebo placebo.

Prý může zastavit i rakovinu plic či ledvin

Jde o první personalizovanou mRNA vakcínu proti rakovině melanomu na světě, která má podle odborníků, jak minulý týden napsal list The Independent, údajně navíc i potenciál zastavit rakovinu plic, močového měchýře a ledvin. Vakcína funguje tak, že „navádí“ lidské tělo, aby trvaleji zabíjelo rakovinné buňky - a tím i zabránilo návratu smrtelné nemoci. Tato léčba je známa pod odborným názvem individualizovaná neoantigenní terapie (INT).

Heather Shawová, národní koordinační vyšetřovatelka studie, k tomu uvedla následující: „Jedná se o opravdu jemně vybroušený nástroj. Tyto věci jsou nesmírně technické a pro pacienta jemně generované. Pacienti jsou z nich opravdu nadšení.“

Vakcína je navržena tak, aby se nastartoval imunitní systém s přesným zaměřením bojovat proti specifickému typu nádoru konkrétního pacienta. Injekce je známá pod označením mRNA-4157 (V940). Je vytvořena tak, aby cílila na tzv. nádorové neoantigeny, které jsou vytvářeny nádory u konkrétního pacienta. Jedná se o jakési individuální značky na nádoru, které mohou být potenciálně rozpoznány imunitním systémem.

Injekce nese kód až 34 těchto neoantigenů a aktivuje tak protinádorovou imunitní odpověď založenou na jedinečném kódu či „podpisu“ rakoviny konkrétního pacienta. Aby bylo možné vytvořit tuto injekci, je nejdříve pacientovi odebrán vzorek nádoru, následuje sekvenování DNA a použití umělé inteligence. Výsledkem je personalizovaná protirakovinná injekce, která je specifická pro nádor každého pacienta. Vakcína využívá podobnou technologii jako současné vakcíny proti covidu.

„Cílem je v první řadě vyléčit pacienty z jejich aktuální rakoviny,“ poznamenala Shawová. „Ale jelikož je imunitní systém již vytrénován vakcínou, touto terapií se vypořádáváme i s teoretickým rizikem, že by se rakovina mohla vrátit, pokud některé buňky unikly a nebyly vidět na skenech, což omezuje možnost pozdější recidivy,“ doplnila s tím, že podle ní jde o převratnou změnu v imunoterapii.

Údaje fáze 2, zveřejněné v prosinci 2023, zjistily, že lidé se závažnými, vysoce rizikovými melanomy, kteří dostali injekci spolu s imunoterapií Keytruda společnosti MSD, měli téměř o polovinu (49 procent) nižší pravděpodobnost, že zemřou nebo že se jim rakovina vrátí po třech letech oproti těm, kterým byla podána pouze keytruda.

Pacienti dostávali jeden miligram mRNA vakcíny každé tři týdny (celkově v množství maximálně devět dávek) a 200 miligramů keytrudy každé tři týdny (maximálně 18 dávek, tedy po dobu asi jednoho roku).

Globální studie fáze 3 bude nyní zahrnovat širší spektrum pacientů, a to i v některých dalších zemích včetně např. Austrálie, přičemž experti doufají, že celkem zahrne přibližně 1100 osob. Cílem britské pobočky je získat nejméně 60 až 70 pacientů v osmi centrech, včetně Londýna, Manchesteru, Edinburghu a Leedsu. Podobná kombinace terapie se také zkouší u rakoviny plic, močového měchýře a ledvin.

Shawová uvedla, že mezi vedlejší účinky vakcíny patří únava a bolavá ruka v místě, kde byla injekce podána. „Zdá se tedy, že je to pro většinu pacientů relativně snesitelná procedura a ve skutečnosti není o nic horší než očkování proti chřipce či proti covidu,“ konstatovala podle zpravodajské stanice BBC.

Podle Lawrence Younga z University of Warwick se jedná o jeden z „nejzajímavějších objevů v moderní léčbě rakoviny“.

„Kombinace personalizované vakcíny proti rakovině k posílení specifické imunitní odpovědi proti nádoru pacienta spolu s použitím látky uvolňující brzdu imunitní odpovědi těla se již ukázala jako velmi slibná u pacientů, u kterých byla odstraněna původní rakovina kůže (melanom). Zájem o vakcíny proti rakovině byl v posledních letech znovu oživen hlubším pochopením toho, jak tělo řídí imunitní reakce, a příchodem mRNA vakcín, díky nimž je vývoj vakcíny založené na imunitním profilu pacientova vlastního nádoru mnohem jednodušší. Doufáme, že tento přístup by mohl být rozšířen i na další druhy rakoviny, jako jsou rakovina plic a tlustého střeva,“ uvedl zmíněný odborník.

Viceprezidentka výzkumných laboratoří MSD Vassiliki Karantzaová řekla, že ve společnosti MSD jsou „odhodláni posouvat vpřed výzkum inovativních terapií v časných stadiích rakoviny, kdy mohou mít na pacienty nejsmysluplnější dopad“.

„Tato studie demonstruje pokrok v nových možnostech léčby pacientů s melanomem a těšíme se na rozšíření našeho komplexního programu klinického vývoje o další typy nádorů,“ uzavřela.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Američtí lékaři transplantovali ledvinu z geneticky modifikovaného prasete první ženě

Před několika týdny byla 54letá Američanka Lisa Pisanová ze státu New Jersey blízko smrti. Selhání srdce i ledvin způsobilo, že byla podle agentury AP „příliš nemocná na to, aby bylo možné ji takzvaně kvalifikovat pro tradiční způsoby transplantace“. A tak lékaři z newyorské kliniky NYU Langone Health zkusili něco nového: kombinaci srdeční pumpy s novou prasečí ledvinou.

Lékaři pacientce nejprve implantovali tzv. mechanickou srdeční podporu, aby její srdce nadále tlouklo, a o několik dní později provedli transplantaci ledviny z geneticky modifikovaného prasete.

Jak tento týden ve středu oznámil lékařský tým, Pisanová se zotavuje dobře. Nyní, 10 dní po transplantaci, učinila prvních pár kroků pomocí chodítka.

„Byla jsem na konci svých sil,“ řekla pacientka agentuře AP. „Tak jsem to chtěla risknout,“ uvedla o zákroku.

„Kdyby došlo na nejhorší a zkrátka by to u mě nezafungovalo, mohou zkušenosti z této operace pomoct někomu jinému – může to pak fungovat u jiného člověka,“ dodala.

„Díky této operaci uvidím svou ženu znovu se usmívat,“ nechal se slyšet její manžel Todd.

Doktor Robert Montgomery, ředitel transplantačního ústavu NYU Langone Transplant Institute na zmíněné newyorské klinice, doplnil, že lékaři na operačním sále propukli v jásot, když původně prasečí orgán začal ihned po operaci vytvářet moč.

Kardiochirurg Nader Moazami, který ženě voperoval srdeční pumpu, nicméně varoval, že ještě není vyhráno. Odborníci budou pacientku bedlivě sledovat.

Pisanová je první ženou, která dostala prasečí orgán – a na rozdíl od předchozích xenotransplantačních pokusů to zde lékaři měli o to těžší, že jí selhalo srdce i ledviny. Před experimentálními operacemi musela být několikrát resuscitována.

První dva pacienti

Jedná se navíc o teprve druhého (živého) člověka, který kdy dostal prasečí ledvinu – po přelomové transplantaci provedené minulý měsíc v nemocnici ve státě Massachusetts. V březnu se totiž týmu lékařů z nemocnice v americkém Bostonu jako prvním na světě podařila úspěšná transplantace ledviny z geneticky modifikovaného prasete živému člověku.

Nová ledvina podle lékařů rovněž začala vytvářet moč. Orgán byl odebrán z prasete, na němž spolupracovníci nemocnice provedli desítky genetických úprav tzv. metodou CRISPR s cílem zlepšit kompatibilitu s člověkem.

Podle lékařů se 62letému pacientovi Richardu Slaymanovi z města Weymouth ve státě Massachusetts po operaci dařilo dobře.

Sice to v jednu chvíli vypadalo, že nový orgán jeho tělo odmítne, ale nakonec se podle posledních zpráv zotavil a v dubnu opustil nemocnici, jak nedávno napsal zpravodajský server STAT News, který se zaměřuje na problematiku zdraví a medicíny. Jak bude situace pokračovat, to se teprve uvidí.

Prasečí ledvina v těle muže s mozkovou smrtí

Za připomenutí stojí i to, že při loňském experimentu pracovala voperovaná prasečí ledvina v lidském těle, které bylo darováno medicíně, po dobu dvou měsíců.

Lékaři z NYU Langone Health transplantovali tuto zvířecí ledvinu 14. července 2023 Maurici Millerovi, muži s mozkovou smrtí. Pokus skončil 13. září, když chirurgové ledvinu z těla vyjmuli a vrátili Mauricovo tělo jeho rodině ke kremaci.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Český vědecký tým vyvinul novou metodu přípravy modifikované RNA. Může to pomoct i s léčbou rakoviny

Výzkumníci z Ústavu organické chemie a biochemie (ÚOCHB) Akademie věd ČR přicházejí s novou metodou přípravy modifikované RNA. Jejich inovativní postup může vést k efektivnější léčbě řady chorob, a to včetně rakoviny a některých genetických onemocnění. Ústav o tom informoval v úterní tiskové zprávě.

Tým vedený profesorem Michalem Hockem přišel s novou metodou přípravy ribonukleové kyseliny (RNA) obsahující modifikované báze. To podle zástupců Akademie věd může pomyslně otevřít dveře pro využití v chemické biologii a v delší perspektivě i v terapii dosud neléčitelných chorob.

„Vyvinuli jsme novou metodu enzymové syntézy modifikované RNA. Použili jsme upravenou DNA polymerázu (enzym účastnící se replikace DNA – pozn. red.), která normálně syntetizuje DNA, ale v našem případě je schopná syntetizovat i RNA,“ uvedl Hocek.

Nahradit špatně fungující bílkovinu

„Naše metoda může vést k vývoji terapeutik pro léčbu mnoha chorob, včetně rakoviny a některých genetických nemocí, které zavinil nějaký nefunkční nebo chybějící protein. Tímto způsobem se totiž dá chybějící nebo špatně fungující bílkovina nahradit,“ pokračoval Hocek s tím, že RNA terapie je „mocná technologie, která bude během 10 let možná jedním z hlavních směrů vývoje léčiv“.

Vědci z ÚOCHB konkrétně využili dvě uměle upravené DNA polymerázy, o kterých se vědělo, že umějí syntetizovat RNA. V přírodě DNA polymerázy syntetizují pouze DNA, zatímco RNA polymerázy produkují RNA.

Hockův tým vyvinul postup přípravy modifikované RNA, který má oproti běžně dostupné metodě (tzv. in vitro transkripci s virovou T7 RNA polymerázou), užívané např. při výrobě známých vakcín, nemalé výhody.

Upravené DNA polymerázy totiž umějí začlenit v podstatě jakoukoli úpravu do jakékoliv sekvence RNA, a to dokonce pouze na vybraných místech – přesně tam, kde je úprava žádaná. Běžně používaná T7 RNA polymeráza umí zabudovat modifikovanou bázi pouze do všech pozic v RNA, nikoli na jedno určené místo.

Proto tým z ÚOCHB vyvinul obecnou metodiku, která vychytává většinu nevýhod běžné in vitro transkripce a nabízí podle vědců zcela nové možnosti. Novou metodou lze připravit různé specifické RNA sondy pro studium biologie RNA, což je v současné době velmi žádané téma.

V delším horizontu je lákavé i léčebné využití, a to hlavně pro mRNA terapeutika.

Pro modifikace mRNA zvolili vědci dvě konkrétní pozice a zjistili, že v takovém případě se výrazně zvýší produkce určitých bílkovin. To je pro vývoj potenciálních mRNA léčiv dobrá zpráva. Pokud by se povedlo vpravit do buněk takto modifikovanou mRNA, bylo by možné spustit v těle výrobu proteinu, kterého má tělo nedostatek či který je nějak poškozený.

Výzvou pro výzkumníky zůstává odhalit, jak zajistit to, aby bylo proteinu v ten správný okamžik právě to správné množství – ani málo, ale ani ne moc. U většiny bílkovin platí, že když je jich příliš mnoho, tak organismu škodí. Proto se mRNA v buňce přirozeně rychle odbourává a celý proces tělo velmi jemně reguluje.

Článek tuzemských odborníků o nové metodě uveřejnil letos v dubnu renomovaný časopis Nature Communications.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Ředitel kanadské laboratoře místo testů DNA odhadoval otcovství od stolu

Kanadská DNA laboratoř Viaguard Accu-Metrics používala v testech rodičovství chybné metody. Odhalila to kanadská televizní stanice CBC. Testy, které ředitel laboratoře vědomě vyhodnocoval chybně, často na základě odhadu, poskytovala laboratoř asi deset let. Podle bývalých zaměstnankyň někdy biologického otce odhadovali jen na základě ovulačního kalendáře matek.

Laboratoř Viaguard Accu-Metrics vědomě vydávala lidem výsledky prenatálních DNA testů otcovství, jejichž výsledky byly špatné. Vyplývá to ze zjištění reportérů kanadské CBC, kteří mluvili s jejími bývalými zaměstnanci.

Devadesátiletý majitel společnosti a zároveň ředitel laboratoře Harvey Tenenbaum, vystupující jako zkušený expert, se před skrytou kamerou přiznal, že výsledky testů nejsou úplně spolehlivé a přesné. Později to zapřel.

Otcovství na základě kalendáře

Laboratoř prodávala lidem testy na domácí použití. Sika Richotová, která pro laboratoř pracovala v roce 2019, uvedla, že při komunikaci se zákazníky měla za úkol si do tabulky zapisovat ovulační kalendář každé klientky. Podle něj pak odhadovali pravděpodobného otce.

„Tenenbaum pak vždy přišel a řekl něco jako: Je to určitě tenhle (biologický otec, pozn. red.), nebo: musí to být tenhle,“ uvedla pro CBC Richotová. Stejnou zkušenost měla i další žena, která v laboratoři pracovala a působila na zákaznické lince.

Protichůdná vyjádření ředitele společnosti

Harvey Tenenbaum reportérovi se skrytou kamerou přiznal, že výsledky prenatálních testů otcovství, které jeho laboratoř zprostředkovávala, nebyly nikdy „tolik přesné“. I přes vědomí chybovosti poskytovala laboratoř tyto testy přibližně deset let.

Prenatální DNA test, pokud je proveden správně, porovnává DNA plodu v krvi matky s DNA biologického otce. „Test nebyl úplně přesný… Nyní výsledkům už tolik nevěříme,“ přiznal Tenenbaum, když nevěděl, že ho reportér skrytě natáčí.

Nicméně když se na něj posléze obrátila televizní stanice CBC News oficiálně, ve svém vyjádření úplně obrátil a prohlásil, že testy byly přesné a dokonalé.

Test dělala víckrát, pokaždé s jiným výsledkem

V roce 2019 tehdy devatenáctiletá Corale Mayerová neplánovaně otěhotněla. Na internetu si zakoupila samotest od společnosti Viaguard. Podle instrukcí zaslala do laboratoře vzorek své krve a krve domnělého otce. První výsledek, který z laboratoře přišel, ukázal, že DNA se neshoduje a dotyčný muž biologickým otcem dítěte není.

Zaslala tedy vzorek jiného muže, kterému podle testu vyšlo, že je biologickým otcem dítěte. „Je to DNA laboratoř, věda. Výsledky jsou černobílé,“ uvedla Mayerová.

Po narození dítěte požadoval údajný biologický otec test otcovství znovu. Mayerová souhlasila a obrátila se opět na stejnou laboratoř. Výsledek ale tentokrát vyšel opačně. Ukázal, že dotyčný muž biologickým otcem není.

Dva měsíce po porodu jiná laboratoř určila, že muž, kterého Mayerová testovala poprvé a u kterého Viaguard uvedl nulovou pravděpodobnost shody, je skutečným biologickým otcem její dcery.

Laboratoř testy už nenabízí

Podle zjištění CBC laboratoř Viaguard přestala testy nabízet někdy okolo prosince 2020. Ředitel Harvey Tenenbaum s novináři komunikovat přestal, na otázky nereaguje.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vypadá to, že vaši rodiče jsou příbuzní. Testy DNA odhalují skutečný výskyt incestu

Lidé díky novým metodám odkrývají pravdu o svých biologických předcích a zjišťují, že incest je mnohem častější, než si mnozí myslí.

Když byl Steve Edsel chlapec, měli jeho adoptivní rodiče ve skříni v ložnici sešit s novinovými výstřižky. Steve si o něj někdy řekl a prohlížel si titulky, které se týkaly jeho narození. Zněly třeba jako ten otištěný v deníku Winston-Salem Journal 30. prosince 1973: „Matka opustila syna a utekla z nemocnice.“ Dotyčné matce bylo čtrnáct let, „měřila zhruba metr osmdesát, měla zrzavě hnědé vlasy“ a jednoho rána přišla do nemocnice se svými rodiči. Uvedli jména, jež se ukázala být falešná. A v osm večer, jen několik hodin po porodu, všichni zmizeli. Na černobílé kresbě vycházející ze vzpomínek zdravotních sester má dívka kulaté brýle a ofinu hozenou na stranu. Její ústa dávají podobizně zachmuřený výraz.

Opuštěný novorozenec byl svěřen do péče Edselových, místního páru, jenž ho později i adoptoval. Steve celý příběh od dětství znal, jeho noví rodiče před ním jeho skutečný původ nikdy neskrývali a knihu s výstřižky mu půjčili, kdykoli o ni požádal. Až když mu bylo čtrnáct, začal nad osudem své biologické matky přemýšlet. „Tolik jí bylo, když jsem se narodil,“ říkal si tehdy.

Vážně pak začal Steve po své matce pátrat, když mu bylo přes dvacet, avšak stopa v oficiálních záznamech se rychle ztrácela. Když mu bylo čtyřicet, řekl své ženě Michelle, že se chce o hledání pokusit ještě jednou, naposledy. To bylo v roce 2013. O rok dříve začala firma AncestryDNA nabízet testovací sady doručované poštou, a Steve si tak jednu objednal. Výsledky zpočátku nevypadaly nadějně, jeho DNA se shodovala jen s několika vzdálenými příbuznými. Ale když se na Facebooku připojil ke skupině osob pátrajících po své biologické rodině, dostal se do kontaktu s genetickou genealožkou CeCe Moore. Ta se specializovala na vyhledávání osob na dálku prostřednictvím shodných úseků v DNA, tedy technikou proslavenou v roce 2018, kdy vedla k dopadení vraha a sexuálního predátora Josepha Jamese DeAngela. V době Stevova pátrání však byla genetická genealogie ještě nová. Moore patřila mezi její průkopníky a nabídla se, že Stevovi pomůže.

Během několika týdnů se jí podařilo zúžit pátrání na dvě ženy, stejně staré sestřenice. Na Facebooku Steve viděl, že jedna z nich má čtyři děti a pravidelně postuje jejich fotografie – krásné a rozesmáté. Rodina vypadala blahobytně, její život působil jako ze žurnálu. Druhá žena nebyla vdaná a děti neměla. Se svou nejbližší rodinou se na Facebooku nepřátelila a odstěhovala se od nich přes polovinu Ameriky. Jednoho večera – Steve si přesně pamatuje, že to bylo v sobotu – ho pak CeCe Moore požádala, zda by si spolu nemohli promluvit po telefonu.

Vědkyně mu během telefonátu potvrdila to, co už tušil: že jeho biologickou matkou byla ta druhá žena. Moore ale měla pro Steva ještě další zprávu, nečekaně se jí podařilo něco zjistit o jeho biologickém otci. „Vypadá to, že vaši rodiče jsou spříznění.“ Steve nevěděl, co odpovědět. „Rozumíte, co tím myslím?“ Odpověděl, že nejspíš ano. Vaším otcem je buď otec vaší matky, nebo její bratr. Ve Stevovi se v tu chvíli vzedmula vlna emocí. Vztek, bolest, pocit bezcennosti, znechucení, stud, zdrcení. Během let, kdy přemýšlel o svém narození, ho možnost incestu ani jednou nenapadla. Proč také? Jak velká byla taková pravděpodobnost?

DNA jako nový důkaz

V roce 1975, tedy zhruba v době Stevova narození, odhadovaly učebnice psychiatrie četnost incestu jako jedna ku milionu. Tento údaj byl však téměř jistě dramaticky podhodnocen. Otevřená diskuse o incestu, který často zahrnuje také sexuální zneužívání dětí, byla stigmatizována, a zkoumat toto téma bylo vždy obtížné. V osmdesátých letech 20. století feministické vědkyně na základě svědectví obětí začaly udávat, že incest je mnohem častější, a v posledních letech právě DNA nabídla nový typ biologických důkazů. Rozsáhlé genetické testování odhaluje jeden případ za druhým, kdy se děti narodily blízkým biologickým příbuzným – a poskytuje tak bezprecedentní obraz incestu v moderní společnosti.

Genetik Jim Wilson z Edinburské univerzity byl doslova šokován četností nalezenou v UK Biobank, anonymizované databázi výzkumných dat: podle jeho nepublikované analýzy se jeden člověk ze 7000 narodil rodičům, kteří byli příbuzní prvního stupně – tedy bratr a sestra nebo rodič a dítě. „To je mnohem, mnohem víc, než si podle mě mnoho lidí vůbec dokáže představit,“ řekl mi. A toto číslo představuje jen dolní hranici: zachycuje pouze případy, které vedly k těhotenství, jež neskončila přirozeným potratem nebo interrupcí a vedla k narození dítěte, jež vyrostlo v dospělého člověka, jenž se pak dobrovolně přihlásil do výzkumné studie.

Většina osob, jichž se incest týká, svůj původ možná nikdy nezjistí, ale dnes se mohou pravdu dozvědět (i náhodou) právě prostřednictvím testů nabízených firmami jako AncestryDNA nebo 23andMe. Stevův případ byl jedním z vůbec prvních, na kterých Moore pracovala a jež se týkaly blízce příbuzných rodičů. Nyní vědkyně ví o další více než tisícovce případů lidí narozených z incestních vztahů, z nichž se významná většina odehrála mezi příbuznými prvního stupně, zbytek mezi příbuznými druhého stupně (mezi polorodými sourozenci, strýcem a neteří, tetou a synovcem, prarodičem a vnukem či vnučkou). Tyto případy se přitom podle ní objevují ve všech segmentech společnosti a ve všech příjmových vrstvách.

Zmíněné firmy přitom zákazníky neinformují o incestu automaticky, takže více než tisíc případů, o kterých Moore ví, se týká pouze malého podílu klientů, kteří se o výsledky dál zajímali. To v praxi například znamená, že nahráli své profily DNA na genealogické stránky třetí strany k analýze tzv. homozygotních sekvencí – dlouhých úseků, v nichž je DNA zděděná po matce a otci totožná. Jedna populární genealogická stránka po určitou dobu doporučovala každému, kdo zjistí jejich vysoký výskyt, aby kontaktoval právě Moore. Ta pak klientům postupně volala, aby jim jednomu po druhém vysvětlila výbušný význam vědeckého slovníku. Nečekaně se tak stala strážkyní možná největší světové databáze lidí narozených z incestu.

Podle Moore jsou incestními rodiči v drtivé většině případů otec a dcera nebo starší bratr a mladší sestra, což znamená, že narození dítěte je pravděpodobně výsledkem sexuálního zneužívání. Vědkyně zpočátku nevěděla, kam by mohla lidi zděšené výsledky testů odkázat, a sama není vyškolenou terapeutkou. Jelikož však byla svědkem mnoha případů, mohla lidem vysvětlit, že v tomto odhalení nejsou sami. Nakonec vytvořila privátní podpůrnou skupinu, do níž je možné vstoupit pouze na pozvání, a přizvala Steva a později i jeho ženu Michelle, aby se stali jejími administrátory. Měsíce a léta pátrání po jeho biologické matce a společně prožitých emočních turbulencí je sblížily.

Letos v lednu mi Michelle vyprávěla, že během předchozího týdne hovořila se čtyřmi novými lidmi, z nichž každý měl dostatečně vysokou shodu úseků DNA na to, aby jeho rodiče byli příbuznými prvního stupně. Michelle, která teď na částečný úvazek pracuje i jako asistentka CeCe Moore, se dříve takových telefonátů děsila. „Zakoktávala jsem se,“ vzpomínala. Teď už je situace jiná. Otřesenému člověku na opačné straně telefonu oznámí, že se může připojit k podpůrné skupině těch, kdo prožívají stejný osud. A vysvětlí jim, že si mohou promluvit s jejím manželem Stevem.

Nejtěžší půlrok života

Když se Steve před deseti lety poprvé dozvěděl pravdu o svých biologických rodičích, neexistovala žádná skupina, na kterou by se mohl obrátit, a nevěděl tak, co si počít s podivnou směsí emocí, která ho zaplavila. Měl opravdovou radost z toho, že se mu podařilo nalézt biologickou matku. Svým adoptivním rodičům se nikdy nepodobal, na fotografiích matky a její rodiny ale viděl svoje oči, svou bradu, dokonce i lehce výsměšný výraz, který se mu často rozhostí na tváři.

Zároveň v něm pulzoval dříve nepoznaný hněv. Nemohl znát přesné okolnosti svého početí a samotný test DNA nedokázal určit, zda byl za vše odpovědný matčin otec nebo starší bratr. Steve si ale vzhledem k jejímu věku nedokázal představit, že by se vše mohlo odehrát s jejím souhlasem. V jeho představách jeho matka stále zůstávala čtrnáctiletou dívkou v brýlích, která zmizela z nemocnice – přestože on sám mezitím vyrostl, oženil se a stal se nevlastním otcem. A cítil potřebu onu mladou dívku z obrázku chránit.

Velmi se toužil se svou matkou seznámit, zároveň měl stejně silný strach, že ona se nebude chtít poznat s ním. Nevyvolá jeho náhlé objevení traumatické vzpomínky, které se možná snažila celý dospělý život zaplašit? Vždyť se od své rodiny odstěhovala a stýkala se s ní jenom velmi málo. Steve je věřící, proto o odpověď žádal v modlitbách, a nakonec se rozhodl poslat matce dopis. Napsal několik odstavců o svém životě, přiložil pár fotografií a dopis uzavřel slovy, že ji má rád. Informace o otcovství vynechal. Dopis raději odeslal doporučeně, aby se nedostal do rukou někomu nepatřičnému.

Odpovědi se Steve nikdy nedočkal. Ale věděl, že jeho matka dopis obdržela, protože pošta mu zaslala zelený ústřižek, který podepsala při doručení. Zkoumal její podpis, její skutečné jméno napsané její vlastní rukou. Ve svých čtyřiceti letech se poprvé dotýkal něčeho, čeho se před nedávnem dotkla jeho matka; držel v ruce něco, co držela i ona. Ústřižek vložil mezi stránky bible.

Steve neměl své matce nikdy za zlé, že jej v nemocnici opustila, a když se dozvěděl o tom, jak byl počat, cítil ještě větší pochopení pro její mlčení. Odhalení ho však zároveň donutilo intenzivně přemýšlet nad tím, kým vlastně je. Znamenal incest, že je s ním něco špatně a že je to zapsáno v jeho DNA? Později v jednom podcastu přiznal, že se cítil jako podřadný, jako „něco, co někdo právě zahodil“. Prvních šest měsíců od temného zjištění představovalo nejtěžší půlrok jeho života.

Nikdo neví, co říct

Incest mezi blízkými členy rodiny je jedním z nejpřísněji dodržovaných tabu napříč lidskými kulturami. Obvyklé vysvětlení je biologické povahy: děti narozené spřízněným rodičům vykazují vyšší pravděpodobnost zdravotních komplikací, protože jejich rodiče jsou s vyšší pravděpodobností nositeli stejných recesivních mutací. Řada studií vzniklých od šedesátých do osmdesátých let a sledujících několik desítek dětí narozených z incestního vztahu dokládá vysokou míru kojenecké úmrtnosti a vrozených vad.

Nicméně v minulosti v představách lékařů nikdy nefigurovaly zdravé incestní děti. Až když rozšířené testování DNA odhalilo, že takových dětí je řádově víc, než se předpokládalo, vyšlo zároveň najevo, že velké množství z nich jsou zcela zdraví lidé. „V tom, zda má incest tragické následky, hraje velkou roli náhoda,“ tvrdí zmíněný genetik Wilson. Záleží na tom, zda homozygotní sekvence obsahují recesivní mutace, jež způsobují choroby. Takové sekvence má ve své DNA každý z nás. V západní populaci ale obvykle tvoří méně než jedno procento genomu, u kultur, které připouštějí sňatky mezi bratranci a sestřenicemi, je četnost výskytu vyšší. U lidí z příbuzenských vztahů prvního stupně podle Wilsona četnost dosahuje 25 procent. Pravděpodobnost genetického onemocnění je tedy v těchto případech mnohem vyšší, ale není tím jednoznačně předurčena.

Přesto jsou taková čísla na pováženou. Steve se narodil se srdečním šelestem, jenž si vyžádal operace srdce, když mu bylo třináct a osmnáct let. Skutečnou příčinu svého onemocnění však nezná a srdeční vady patří k nejčastějším vrozeným vadám i mezi běžnou populací. S Michelle také nikdy nemohli mít společné děti. Další členové facebookové skupiny se svěřovali s autoimunitními onemocněními, chronickými bolestmi svalů a kloubů, problémy se zrakem a podobně, i když prokázat jejich přímou spojitost s incestem je obtížné.

Zdravotní komplikace spojené s incestem se mohou projevit nejrůznějšími způsoby, záleží na tom, jaké mutace jedinec přesně zdědí. „Když jdu k lékaři a dostanu dotaz na rodinnou anamnézu, vždy se ptám sama sebe: Jak moc se do toho mám pouštět,“ vyprávěla mi Mandy, jedna z dalších členek zmíněné skupiny. (Některé osoby se identifikují pouze křestním jménem, aby mohly o své rodině a zdravotní anamnéze hovořit otevřeně.) Ale beztak, jak velkou zkušenost s incestem bude mít běžný lékař?

Když se Mandy poprvé dozvěděla, že její otec je zároveň strýcem její matky, začala hledat příběhy lidí, jako je ona sama. Jediné, na co narážela, však byly „nechutné fantazie“ na internetu a pak články o zdravotních problémech v lékařských časopisech. Cítila se v tom velmi osamělá. Hlavou se jí honilo: „Nemám nikoho, s kým bych si o tom všem mohla promluvit,“ vzpomíná. „Nikdo neví, co mi na to má vlastně říct.“ Až když našla zmíněnou facebookovou skupinu, zjistila, že ani zdaleka není jediná. A sledovala, jak si ostatní procházejí týmiž fázemi popírání, hněvu, smlouvání, deprese a smíření.

Ani ona přesně neví, co se mezi jejími rodiči odehrálo. Její matce bylo sedmnáct, zatímco strýc již překročil třicítku. Objev jí nicméně přes všechnu bolest pomohl smířit se s některými zážitky z dětství. Na rozdíl od Steva ji vychovávala biologická matka a ona věřila, že matčin manžel je zároveň jejím vlastním otcem. Většinou ji pouze ignoroval, ale matka dokázala být krutá a chovala se k Mandy jinak než k jejím mladším bratrům. „Teď alespoň lépe chápu důvod,“ vyprávěla mi Mandy. „Nebyla jsem zlobivé dítě, které si nezaslouží lásku.“

Zloba to nezmění

Také Kathy vychovávala její vlastní matka, byť brzy začala tušit, že táta není jejím skutečným biologickým otcem. Jejich krevní skupiny se navzájem vylučovaly a občas zaslechla podivné narážky na svou matku a dědečka. Členové matčiny rodiny prokazovali sklony k násilí, a ona tak měla blízko k tatínkově rodině, obzvláště k babičce z této strany. „To byla moje opora,“ vyprávěla mi. Ve chvíli, kdy podstoupila test DNA, který potvrdil, že táta skutečně není jejím biologickým otcem, měla už za sebou dlouhou dobu, během níž se snažila od své biologické rodiny distancovat a stát se součástí té, se kterou – jak se ukázalo – nesdílela žádnou DNA.

Její cesta tak byla v jistém smyslu opačná než cesta adoptivních dětí jako Steve, který naopak toužil svou biologickou rodinu poznat. Přesto se s Kathy sblížili a ona dnes vzpomíná, jak silný pocit hněvu dokázal Stevem cloumat kvůli osudu jeho matky. Řekla mu, že i ona cítila zlobu, ale musela ji překonat. „Žádný klid mi to nepřinese. A matce také ne,“ říkávala mu. A nic to nezmění ani na tom, co před mnoha lety jeho matce provedl její vlastní otec nebo bratr.

Stevovi se nakonec podařilo svého biologického otce najít, i když to nebyl výsledek genetické detektivní práce. Dva a půl roku poté, co se podrobil testu DNA, se přihlásil na server AncestryDNA, který mu vyhodnotil rodičovskou shodu. Jednalo se o matčina staršího bratra. Na serveru viděl, že se tam jeho strýc a otec v jedné osobě jednou zalogoval. Pak pravděpodobně zjistil, že Steve je jeho syn, a na server už se nikdy nevrátil – přestože mu Steve zaslal zprávu.

V tu dobu začal jeho původní hněv slábnout, zároveň stále prožíval hluboký soucit se svou matkou. Michelle vypráví, že její manžel byl vždy citlivý člověk a že si z něj vždy dělala legraci, protože se dokáže rozplakat i při sledování filmů. Teď se stal ještě empatičtějším. Pocit méněcennosti, se kterým se zpočátku potýkal, ustoupil přesvědčení, že jeho počínání dává smysl: s Michelle teď tráví hodiny telefonickými rozhovory s dalšími členy podpůrné skupiny.

Se svou biologickou matkou Steve dodnes nemluvil. Zkoušel jí napsat ještě jednou a poslal jí deník o svém životě, ale vrátila ho neotevřený. Občas jí píše na Facebooku a posílá jí obrázky vnoučat a štěňat. Každý rok jí přeje k narozeninám. Matka nikdy neodpověděla, ale ani ho nezablokovala.

Když se však deník vrátil neotevřený, rozhodl se Steve kontaktovat matčinu sestřenici, onu druhou ženu, o níž se domníval, že by mohla být jeho biologickou matkou. Toužil po kontaktu s někým ze své biologické rodiny. Napsal sestřenici o své matce, nikoli o svém otci – a ona mu skutečně odpověděla. Vyprávěla mu, že si s jeho matkou byly blízké jako děti, ale o jejím těhotenství nic nevěděla. Přišlo jí, že její kamarádka a sestřenice jednoho dne prostě „zmizela z povrchu zemského“, vzpomíná Steve. Souhlasila, že si přečte jeho deník, a oba si brzy začali telefonovat a vyprávět o svých rodinách.

O několik měsíců později měl Steve pocit, že se jí konečně může svěřit s pravdou o svém biologickém otci. I tentokrát ho sestřenice přijala. V roce 2017 se spolu poprvé sešli, když byla na návštěvě v nedalekém městě. Později ho i s Michelle pozvala na Den díkůvzdání a vloni ho přizvala i na velké rodinné setkání. Stevova nejbližší biologická rodina na něm nebyla, ale její ano – a všichni příběh Steva, jeho matky i otce znali. Přivítali ho objetím a společně se jako rodina vyfotografovali. „Byla to úleva,“ řekl mi. Jako by z něj spadlo těžké břemeno. V této rodině už jeho existence nebyla tajemstvím.

Zdroj: web
zpět

Geneticky upravoval děti. Odsouzený vědec se opět vrátil do laboratoře

V rozhovoru pro japonské noviny Mainiči Šimbun Che Ťien-kchuej uvedl, že se vrátil k výzkumu upravování lidského genomu i přes spory ohledně etiky umělého přepisování genů. Podle některých kritiků to povede k poptávce po „designových dětech“.

„Budeme pracovat s nepoužitými embryi a postupovat podle tuzemských i mezinárodních pravidel,“ řekl vědec novinám a dodal, že nemá v plánu vytvářet další geneticky upravené děti. Che v minulosti používal metodu editace genů Crispr-Cas9 k přepisování DNA v embryích.

V roce 2019 byl v Číně odsouzen ke třem letům ve vězení za porušení lékařských pravidel poté, co prohlásil, že o rok dříve vytvořil geneticky upravená dvojčata, Lulu a Nanu.

Jeho experimenty otřásly lékařským a vědeckým světem. Vědecká obec ho odsoudila za jeho riskantní, eticky spornou a lékařsky neospravedlnitelnou proceduru s nedostatečným souhlasem zainteresovaných rodin. Che loni Guardianu řekl, že možná jednal „příliš rychle“, odmítl se ale omlouvat nebo vyjádřit nad svým jednáním lítost.

Věda a školy

Čínský soud zjistil, že Che zfalšoval dokumenty etické komise, které pak použil ke shánění párů pro svůj výzkum. Che prohlásil, že metodou Cripr-Cas9 se mu podařilo přepsat DNA obou sester tak, že budou imunní vůči HIV.

I přes kritiku široké veřejnosti Che nadále obhajoval svou práci. Je prý „hrdý“ na stvoření Lulu a Nany. V roce 2019 se po jeho experimentech narodila ještě třetí dívka.

Che japonským novinám řekl, že doufá, že použije editaci genomu v lidských embryích k léčbě vzácných genetických nemocí jako Duchennova svalová dystrofie nebo Alzheimerova choroba ve svých třech laboratořích, které otevřel od svého propuštění v roce 2022.

Che dále tvrdí, že všechny tři geneticky upravené děti jsou „ve skvělém zdravotním stavu a nemají žádné problémy“ a dodal, že obě, dnes již pětiletá, dvojčata, chodí normálně do školky.

„Výsledky analýzy jejich genových sekvencí ukazují, že jejich geny nebyly upraveny jinak než z lékařských důvodů, což dokazuje, že editace genomu je bezpečná,“ prohlásil Che. „Jsem hrdý, že jsem pomohl rodinám, které chtěly zdravé děti,“ dodal.

Che se v rozhovoru s Mainiči Šimbun nechal také slyšet, že společnost „ve finále přijme“ úpravu genů lidského embrya na cestě za hledáním léčby genetických chorob.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Jsem půl století hledaný zločinec, řekl Japonec na smrtelné posteli. Test DNA to potvrdil

Umírající Japonec, který v lednu prohlašoval, že je jedním z nejhledanějších zločinců v zemi, mluvil pravdu, potvrdil nyní podle tamní policie test DNA. „Chci potkat smrt pod svým skutečným jménem,“ řekl podle stanice BBC nemocničnímu personálu muž, který se představil jako Satoši Kirišima.

Kvůli bombovým útokům levicových radikálů patřil mezi nejhledanější zločince Japonska téměř půl století. Svou pravou identitu Kirišima přiznal pouhé čtyři dny předtím, než 29. ledna ve věku 70 let podlehl rakovině žaludku, napsal v úterý server Japan Times.

Nemocniční personál ještě stačil zalarmovat policii, která muži nechala odebrat vzorky DNA. Jejich porovnání s Kirišimovými příbuznými později potvrdilo shodu.

Kirišima byl členem takzvané Východoasijské protijaponské ozbrojené fronty (EAAJAF), radikální levicové organizace, která v Japonsku v 70. letech minulého století zosnovala sérii bombových útoků. Podezřelý byl ze zapojení do celkem pěti útoků – při jednom z nich v budově společnosti Mitsubishi Heavy Industries zemřelo osm lidí a dalších 160 utrpělo zranění. Dva členové EAAJAF byli za atentáty odsouzeni k smrti.

Kirišima byl zřejmě jediným členem skupiny, kterého úřady nedopadly, ačkoliv fotografie dlouhovlasého, obrýleného dvacetiletého univerzitního studenta byla na plakátech před policejními stanicemi vylepována několik desetiletí, podotkla britská stanice BBC.

Japonské úřady nyní vyšetřují, jak jim Kirišima mohl unikat dlouhých 49 let a zda mu v tom někdo pomáhal.

Tichý muž v klobouku, vzpomíná soused

Hledaný muž, který žil pod jménem Hiroši Učida, strávil podle svých slov bezmála 40 let ve městě Fudžisawa, které leží zhruba třicet kilometrů jihozápadně od Tokia. Sousedé si jej s hledaným zločincem nespojovali.

„Obvykle působil tichým a vážným dojmem, ale někdy se napil a hrál doma na kytaru. Obvykle nosil klobouk,“ citoval jednoho ze sousedů deník Mainiči. V obličeji prý muž sousedovi nijak hledaného nepřipomínal.

Kirišima podle svých slov nejprve pracoval jako námezdní dělník, později našel místo ve stavební firmě. Zaměstnavatel mu platil v hotovosti a muž neměl telefon, řidičský průkaz ani žádné zdravotní pojištění, informovala japonská média. Úřadům tak zůstal skryt až do chvíle, než skončil v nemocnici s rakovinou v terminálním stadiu a rozhodl se promluvit.

Kromě testů DNA vyšetřovatele přesvědčilo i to, že Kirišima znal podrobnosti o své rodině i EAAJAF, které mohl znát jen on sám. Některá obvinění přitom popřel, když odmítl účast na jednom z bombových útoků, ale přiznal podíl na jiném atentátu, napsala agentura Kjódó s odvoláním na informovaný zdroj.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Korejci vyvinuli rýži s buňkami hovězího masa. Má to být nová superpotravina

Korejským výzkumníkům se podařilo vyvinout rýži, jejíž zrna obsahují buňky hovězího masa. V budoucnu by mohlo jít o nutričně bohatou potravinu, jejíž produkce by zatěžovala životní prostředí podstatně méně než například chov hospodářských zvířat.

Tým korejských vědců kolem výzkumnice Sohyeon Parkové v polovině února v časopise Matter publikoval zprávu, v níž oznámil úspěch při pokusu zkombinovat rýži s hovězím masem. A to nejen na talíři, ale přímo ve struktuře rýžových zrn.

Text zmiňuje, že rýže je již sama o sobě nutričně hodnotná, ale přidáním buněk z hospodářských zvířat lze dosáhnout ještě podstatně vyšších hodnot. V případě takzvané hovězí rýže vědci použili buňky ze svalových a tukových tkání skotu. Její růžové zbarvení však není důsledkem obsahu „masa“, ale pochází z média, s jehož pomocí se šlechtí buněčné kultury. Barva tak může být teoreticky libovolná.

Korejci experimentovali i s dalšími plodinami, například se sójou, ale rýže se ukázala jako nejvhodnější. Zjednodušeně řečeno totiž mají živočišné buňky schopnost vytvářet tkáně a porézní struktura rýžových zrn poskytuje vhodné podmínky pro jejich růst.

Na zrna se tedy aplikují živočišné buňky a nechají se rozrůstat. Finální produkt vznikne za devět až jedenáct dnů a je tužší a křehčí než klasická rýže. Varianta, která obsahuje více svalové tkáně, pak podle výzkumníků voní po hovězím mase a mandlích, zatímco primárně „tuková“ verze po smetaně nebo kokosovém oleji.

Vedle výživových benefitů by hovězí rýže měla také představovat přínos životnímu prostředí a stát se dostupnou alternativou masa. Server CNN uvádí, že ve Spojených státech nyní hovězí maso stojí v průměru 14,88 dolaru za kilogram (zhruba 350 korun) , zatímco u rýže je to 2,20 dolaru (51 korun). Hovězí rýže by pak neměla být o moc dražší.

Podle současných propočtů by kilogram stál jen 2,23 dolaru (52 korun), přičemž výživové benefity masivně překonávají pouze velmi malý nárůst ceny. Velkoprodukce takové rýže by pak mohla přispět ke značnému snížení emisí oxidu uhličitého pocházejícího z chovu hospodářských zvířat, přičemž nejvíce tohoto plynu produkuje právě skot.

Konec velkochovů?

Výzkumný tým dokonce nastiňuje teoretickou možnost, že by průmyslové chovy hovězího dobytka mohly v budoucnosti zcela zaniknout. Živočišné buňky totiž lze množit laboratorně, a při jejich dostatečných zásobách by tedy nebylo potřeba získávat je přímo ze zvířat. „Dal by se tak vytvořit udržitelný potravinový systém,“ uvedla Parková.

Nápad korejských vědců zaujal i další odborníky. Například expert na zemědělství a klima, profesor Neil Ward z University of East Anglia v Norwichi, hodnotí dostupná data velmi pozitivně, ale jako rozhodující kritérium obecně vidí skutečnost, nakolik bude laboratorně vyvinutým potravinám nakloněna veřejnost, tedy sami konzumenti.

Ale to se v nejbližší době ještě neukáže, protože hovězí rýže se v obchodech ani restauracích jen tak neobjeví. Korejští výzkumníci totiž mají naplánované další fáze vývoje, v nichž chtějí dosáhnout ještě vyšších nutričních hodnot a zefektivnit růst živočišných tkání ve struktuře zrn.

Parková však je velmi optimistická ohledně toho, že jednou by se tato hybridní potravina skutečně měla objevit v běžném prodeji a nejen tam. „Mohla by sloužit jako potravinová pomoc při hladomoru, součást vojenské stravy, nebo dokonce jako potravina při misích ve vesmíru,“ hledí výzkumnice do budoucnosti.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Simulované vesmírné podmínky narušily až 91 % expresí lidských genů

Studie byla motivována prudkým nárůstem počtu letů do vesmíru, kdy stále více astronautů podniká výstupy do vesmíru.

Nová studie zaměřená na pochopení vlivu simulované mikrogravitace na rytmy genové exprese u lidí odhalila, že tato simulovaná mikrogravitace skutečně narušuje genovou expresi u lidí.

Zjistili, že pokud je simulované mikrogravitace dosaženo prostřednictvím 60denního důsledného odpočinku na lůžku, ovlivňuje to zpracování informací v lidských genech, které produkují bílkoviny a molekuly RNA.

Studie byla motivována prudkým nárůstem počtu letů do vesmíru, kdy stále více astronautů podniká výstupy do vesmíru.

Exprese lidských genů ve vesmírném stavu

"Tato unikátní studie představuje největší longitudinální soubor časových řad genové exprese u lidí," uvedl hlavní autor Simon Archer, který je zároveň profesorem molekulární biologie spánku na univerzitě v Surrey.

"Exprese lidských genů se rytmicky mění v průběhu 24 hodin denně, a proto je důležité shromažďovat data v časových řadách, a ne pouze z jednotlivých časových bodů, abychom získali úplný obraz o tom, co se v těle děje při vystavení simulované mikrogravitaci," dodal.

Dále poznamenal, že vystavení takto stimulovanému prostředí ve vesmíru vyvolává otázky o dopadu neustálého odpočinku na lůžku na naše tělo, protože jsme zjistili dramatický vliv na časovou organizaci exprese lidských genů.

Jiná studie provedená Evropskou kosmickou agenturou uvedla, že když 20 mužů prošlo 90denním cyklem sestávajícím z dvoutýdenního referenčního období před 60 dny neustálého odpočinku na lůžku v -šestistupňovém úhlu sklonu hlavy dolů, aby se simulovaly účinky mikrogravitace, které podle prohlášení vědců zažívají astronauti. Tento program byl zakončen dvoutýdenní rekonvalescencí.

Narušení ovlivňující 91 % genů

Studie provedená Univerzitou v Surrey hodnotila vzorce genové exprese za 24 hodin v různých fázích studie včetně výchozího stavu, odpočinku na lůžku a při zotavování astronautů.

Tým zjistil, že protokol ovlivnil 91 % těchto genových expresí, přičemž došlo k významnému narušení rytmických vzorců. To dále ovlivňuje biologické zpracování lidského těla od translace proteinů, imunitní reakce a zánětu až po funkci svalů.

Při zotavování se aspekty přerušené svalové funkce obnovily, což znamená částečné zotavení, ale subjekty stále pociťovaly trvalé následky v translaci proteinů.

To naznačovalo, že ovlivnění genové exprese simulovanou mikrogravitací přetrvávalo u účastníků i po návratu do normálních podmínek.

"Cestování do vesmíru bylo kdysi považováno za nedosažitelné, nicméně rozvoj kosmického průmyslu znamená, že je nyní reálnou možností," vyjádřil se vedoucí autor studie Derk-Jan Dijk, profesor spánku a fyziologie a ředitel Surrey Sleep Research Centre.

"O vlivu mikrogravitace na organismus toho stále ještě mnoho nevíme a je důležité, abychom se o tom dozvěděli více, než začneme "dovolenkovat" ve vesmíru. V návaznosti na to, co jsme zjistili, bude druhá část naší studie s využitím stejné skupiny mužů zkoumat vliv mikrogravitace na spánek, cirkadiánní rytmy a hormony jednotlivců."

Tato studie byla publikována v časopise-iScience 15. března 2024.

Abstrakt studie

Fyziologické a molekulární procesy včetně transkriptomu se mění v průběhu 24hodinového dne, což je řízeno molekulárními cirkadiánními hodinami a behaviorálními a systémovými faktory. Není známo, jak časové uspořádání lidského transkriptomu reaguje na dlouhodobou výzvu. To však může poskytnout poznatky o adaptaci, nemoci a rekonvalescenci.

Zkoumali jsme 24hodinovou časovou řadu lidského transkriptomu u 20 jedinců během 90denního režimu trvalého klidu na lůžku. Ukázali jsme, že zmíněný cyklus ovlivnil 91 % transkriptomu, přičemž 76 % transkriptomu bylo ovlivněno i po 10 dnech zotavení. Přístupy redukce dimenzionality odhalily, že mnoho ovlivněných transkriptů souvisí s translací mRNA a imunitní funkcí. Počet, amplituda a fáze rytmických transkriptů, včetně hodinových genů, se v průběhu výzvy významně lišily.

Tato zjištění dlouhodobých změn v časové organizaci transkriptomu mají význam pro pochopení mechanismů, které jsou základem zdravotních důsledků podmínek, jako je mikrogravitace a odpočinek na lůžku.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Stav duševního zdraví může zrychlit stárnutí poškozováním RNA

Lidé s duševním onemocněním mají více poruch RNA než ti, kteří žádné nemají. Jelikož je známo, že poškození RNA urychluje stárnutí, tato zjištění by mohla vysvětlit, proč jsou duševní poruchy spojeny se zvýšeným rizikem úmrtí na nemoci související s věkem, jako je rakovina nebo cukrovka 2. typu.

Anders Jørgensen z Psychiatrického centra v Kodani v Dánsku a jeho kolegové měřili markery poškozené RNA a DNA u více než 7700 lidí ve věku od 25 let, z nichž téměř 3100 mělo duševní onemocnění. Zaměřili se na markery oxidačního stresu, který vzniká, když vysoce reaktivní sloučeniny obsahující kyslík poškozují buňky. Oxidační stres přispívá k nemocem souvisejícím s věkem, jako jsou srdeční choroby, demence a rakovina. Mezi zdroje sloučenin, které způsobují oxidační stres, patří trávení, kouření a znečištění.

Proč mohou mít příčiny špatného duševního zdraví společný kořen

Vědci analyzovali hladiny markerů oxidačního stresu ve vzorcích moči odebraných účastníkům v letech 2007 až 2013. Po zohlednění věku a pohlaví účastníků zjistili, že vzorky odebrané lidem s duševním onemocněním měly zvýšené množství konkrétního markeru poškození RNA. Hladiny tohoto markeru byly v těchto vzorcích v průměru o 9 % vyšší než ve vzorcích od lidí bez duševního onemocnění.

Sledováním úmrtí účastníků od doby, kdy se každý z nich zapojil do studie, až do konce května 2023 tým zjistil, že osoby se zvýšenou hladinou tohoto markeru během této doby také častěji umíraly. Účastníci s vysokou hladinou markeru a duševním onemocněním měli téměř dvakrát vyšší pravděpodobnost úmrtí než ti s nízkou hladinou a bez duševního onemocnění.

Tato zjištění společně naznačují, že poškození RNA oxidačním stresem může vysvětlovat souvislost mezi duševním onemocněním a předčasným úmrtím.

Proč se u lidí s psychiatrickým onemocněním vyskytuje více oxidačního stresu, však není jasné, říká Jørgensen. "Můžeme se pouze dohadovat. Celkově je však úroveň faktorů, které by mohly způsobit oxidační stres - jako je kouření nebo obezita - u lidí s psychiatrickým onemocněním obvykle vyšší," říká. Studie tyto zdravotní aspekty nekontrolovala, takže by mohly pomoci vysvětlit zvýšení oxidačního stresu.

Podle Jasmin Wertzové z Edinburské univerzity ve Velké Británii bude pro zlepšení zdravotního stavu lidí s duševním onemocněním zásadní přesně určit, které z těchto faktorů mají největší vliv. "Jak velký dopad tedy můžeme mít, když jim [těmto lidem] pomůžeme omezit kouření? Přimět je, aby více cvičili?" říká.

Zdroj: New Scientist
zpět

Nejstarší známí Evropané patrně žili na Ukrajině

Výzkum vedený zdejšími vědci nově datoval nástroje vyrobené zřejmě druhem Homo erectus a přepsal historii osídlení našeho kontinentu

Archeologickou lokalitu Korolevo Putinova válka zatím nezasáhla. Leží v relativním bezpečí západní Ukrajiny, bývalé Zakarpatské, nedaleko rumunských a maďarských hranic. Vědci tam teď kvůli problémům s pojištěním a dalším administrativním těžkostem nejezdí, leccos lze ale zkoumat i na dálku. Což se ukázalo právě teď, kdy velkou pozornost po celém světě vzbudily výsledky mezinárodního týmu vedeného českým archeologem Romanem Garbou. Díky nálezům z Koroleva se totiž opět přepisuje nejstarší historie osídlení Evropy.

Už od roku 1974 nacházejí archeologové v okolí tamního lomu, kde se těží sopečný kámen, ve vrstvách spraší (usazenin navátých větrem) a půd vzniklých v dávných dobách kamenné artefakty – celkem se jich tu našlo přes 90 tisíc. Léta ležely v depozitářích v Kyjevě, teď se ale Garba a jeho kolegové rozhodli nejspodnější, nejstarší vrstvy s artefakty nově datovat metodou založenou na kosmickém záření a jaderných reakcích. A vyšla najevo fascinující věc: kamenné nástroje z Koroleva někdo vyrobil před 1,4 milionu let, a představují zatím vůbec nejstarší doklad o osídlení Evropy zástupci rodu Homo. S trochou fantazie si lze představit, že v dnešním Korolevu sídlil před necelým půldruhým milionem let člověk – patrně Homo erectus, člověk vzpřímený – který měl před sebou panenskou, lidmi dosud nedotčenou divočinu celého evropského kontinentu.

Výsledky datování vyšly začátkem března v prestižním vědeckém časopise Nature a informovala o nich přední světová média. Zájem pocítily i přímo webové stránky Nature, kde se článek o Korolevu ocitl mezi deseti nejpopulárnějšími z šesti set sledovaných textů. Fascinující přitom nejsou jen poznatky, které lze z nálezu kamenných úštěpů, sekáčů a jader vyčíst, ale i to, co všechno o jejich dávných tvůrcích nevíme.

V krajině habrů a paořechů

Druh Homo erectus se vyvinul v Africe – nejstarší nálezy z Jihoafrické republiky jsou staré dva miliony let. Byli to lidé s dlouhýma nohama a štíhlými boky, jejichž kostra se už velmi podobala kostře současného člověka. Lebka s plochým čelem, vystupujícími čelistmi a velkými nadočnicovými oblouky se od té naší naopak dost lišila.

Od krku dolů vypadali ale zhruba jako my. A na rozdíl od předchůdců rodu Homo, například australopitéků, dovedli erektové běhat. Do jisté míry zřejmě dokázali také lovit, byť se živili i mršinami. „Nejspíš šli po kořisti šelem. Buď predátory, třeba hyeny, odehnali, nebo počkali, až zvířata sama odejdou,“ říká Garba, který kromě Archeologického ústavu AV ČR působí také na Ústavu jaderné fyziky AV ČR.

O tom, zda erektové znali oheň, se vedou spory. Jasné a nezpochybnitelné důkazy tak starých ohnišť nemáme, ovšem někteří vědci se domnívají, že právě tepelná úprava masa zajistila větší přínos živin, který umožnil růst mozku. Zřejmě i díky své inteligenci se člověk vzpřímený stal prvním úspěšným kolonizátorem. Je možné, že za hranice Afriky, kolébky lidstva, vykročil již starší druh Homo habilis, u erektů to ovšem víme zcela jistě – postupně se totiž rozšířili po většině Eurasie.

Tvrdit, že právě oni byli tvůrci kamenných nástrojů v Korolevu, přesto není v tuto chvíli možné. Žádné lidské kosti se tu totiž nenašly. Nelze tak vyloučit, že tu žil již předchůdce erektů, zmíněný habilis, nebo nějaký kříženec obou druhů. „Myslíme si, že to byl někdo hodně podobný lidem, jejichž pozůstatky se našly v Dmanisi v Gruzii. Byli menšího vzrůstu, s menší mozkovnou; zřejmě šlo o nějaký hybrid mezi Homo habilis a Homo erectus,“ vysvětluje Garba s odkazem na nález v Gruzii starý 1,8 milionu let.

Do Koroleva dorazili lidé v období mezi dobami ledovými, které tenkrát přicházely a ustupovaly s periodou zhruba 40 tisíc let. V tehdejší době meziledové tu pravděpodobně bylo stejně teplo (nebo tepleji) než dnes. Analýza pylových zrn ukazuje, že tu rostly jilmy, habry, teplomilné paořechy nebo vlhkomilné smrky. Sídliště se nacházelo na břehu řeky Tisy, která tekla o sto metrů výše než v současnosti. Kvalitní materiál k výrobě kamenných nástrojů nacházeli obyvatelé nedaleko, v místech, kde na povrch vystupovaly sopečné horniny.

Jak naznačují zmíněné výsledky datování, tito první lidé přišli do Evropy pravděpodobně z jihovýchodu nebo východu; z Arabského poloostrova přes dnešní Turecko, Bospor a podél Dunaje, nebo severnější cestou přes Kavkaz, jižní Ukrajinu a oblouk Karpat. Dosud nejstarší stopy lidského osídlení v Evropě, datované do období před 1,1 až 1,2 milionu let, pocházejí z jižní Francie a severního Španělska, a na jejich základě by tedy bylo možné soudit na jinou migrační trasu – na to, že první Evropané překročili Gibraltar. Což ale vědci už dříve pokládali za málo pravděpodobné kvůli silným mořským proudům a hloubce 300 metrů. Nemáme také žádný důkaz, že by Homo erectus používal vory či nějaké lodě. Objev z Koroleva pak podpořil teorii o východní, suchozemské cestě.

Kudy přesně vedla, chce Garba dále zkoumat: skutečně podél Dunaje, nebo severněji přes průsmyky protínající Karpaty v nadmořské výšce kolem 900 metrů? „Budu o tom mluvit s dánským kolegou, který se zabývá migracemi velkých zvířat. Pokud průsmyky prošla velká zvířata, mohli projít i lidé.“

Kosmický chronometr objasňuje historii lidstva

Stejně jako výsledky datování je pozoruhodný i „nástroj“, jemuž za ně vděčíme – jde o již zmíněnou metodu kosmogenních prvků. Proces začíná v dalekém vesmíru za hranicemi sluneční soustavy, odkud přilétají částice kosmického záření, hlavně protony. V zemském ovzduší vyvolají tyto kosmické projektily spršky dalších částic, které bombardují zemský povrch a v zrnech křemene působí jaderné reakce. V křemeni tak vzniká unikátní poměr určitých izotopů, konkrétně izotopů hliníku a berylia.

„Jako když nabíjíte baterku mobilu – nad určitý limit se už míra nabití nezvedá,“ přibližuje Garba skutečnost, že zůstává-li minerál na povrchu, poměr obou izotopů je konstantní. Když ale křemen překryjí a pohřbí sedimenty, kosmické záření přestane působit a „baterka“ se začne „vybíjet“; oba izotopy podléhají radioaktivnímu rozpadu, každý se ale rozpadá jinou rychlostí, a jejich vzájemný poměr se proto postupně mění. Z poměru berylia k hliníku tak lze vypočítat, jak dlouho je minerál pod povrchem. Garbův tým datoval tímto způsobem nikoli přímo nástroje, ale křemenné a pískovcové valouny, které se nacházely ve stejné vrstvě.

Ve světle výsledků, na jejichž získání se podíleli vědci z pěti zemí (kromě Česka a Ukrajiny také z Dánska, Německa a Austrálie), se Korolevo stalo nejen spolehlivě datovaným místem nejstaršího známého výskytu člověka v Evropě, ale také lokalitou nejsevernějšího výskytu dávných příslušníků rodu Homo. Je samozřejmě možné, že došli ještě dál na sever, důkazy ale bude podle Nature těžké najít; přerušovaná čára na přiložené mapě ukazuje, kam nejjižněji v průběhu věků dosáhlo kontinentální zalednění, a činnost ledovců stopy po dávných sídlech zřejmě zničila. Korolevo je této nejjižnější hranici ledových mas velmi blízko.

V budoucnu hodlá Roman Garba a jeho kolegové dále studovat, jak se zhruba před milionem let šířili dávní příslušníci rodu Homo z Afriky do Evropy. Výzkum probíhá například v Ománu a jeho součástí budou kromě zmíněné metody kosmogenních prvků i další datovací postupy.

Zdroj: web
zpět

All of Us Program Illustrates What Less-Diverse Genomics Studies Might Be Missing

People with European genetic ancestry represent only a minority of the world’s population, yet they account for more than 90% of participants in large genomics studies.

That discrepancy “has led to many challenges in equity,” 31 leaders of the National Institutes of Health (NIH) and its All of Us Research Program noted in a recent commentary in Nature Medicine.

With the aim of improving precision medicine for all, the NIH launched All of Us in 2018. So far, All of Us has enrolled more than 750 000 people from all over the US toward its goal of 1 million or more participants. In late 2023, the program began enrolling young children at a few of its partner sites as well as adults, and it plans to expand out to older children as well.

To attract a diverse population, All of Us works with more than 100 community partners, such as the Black Greek Letter Consortium, the National Hispanic Medical Association, and the National Rural Health Association, the research program’s Chief Executive Officer Josh Denny, MD, MS, noted in an interview with JAMA.

“Sometimes I feel like I can’t go anywhere without seeing a representative” of one of those partners, he said.

And, he emphasized, that’s a good thing.

“In the overall context of health, all the broad characteristics of diversity are important,” Denny, a coauthor of the recent All of Us commentary, explained. “The genetic ancestral diversity is really key.”

Besides conducting its own studies, All of Us shares its data with registered users on its Researcher Workbench, a cloud-based platform, to facilitate other research.

The latest scientific publication from All of Us, published in Nature in February, and accompanying research that used data from the program illustrate what less-diverse genomics studies might be missing.

Parts Previously Unknown

All of Us performs whole-genome sequencing for all participants, who also contribute data from electronic health records; wearable devices; and surveys about demographics, lifestyle, and overall health.

“We have disease histories, we have medications,” Denny noted of the data collection. “Most of the resources out there don’t have any of that.” In addition, participants in All of Us provide in-person physical measurements, such as height, weight, and blood pressure.

The latest data release included genome sequences from more than 245 000 participants. About half were from underrepresented racial and ethnic minority groups. And nearly 4 of 5 were members of groups that have been underrepresented in biomedical research not only in terms of race and ethnicity, but also age, disability, education, geography, health care access, income, and sexual and gender identity.

All of Us scientists identified more than 1 billion genetic variants, including more than 275 million that had never been previously reported. Of the newly identified variants, more than 3.9 million were in the regions of genes that code for proteins. Most of those variants won’t have any impact on disease, although some could be linked to diseases that have not yet been described, Denny said.

“More broadly, the All of Us resource highlights the opportunities to identify genotype-phenotype associations that differ across diverse populations,” Denny and his coauthors wrote in their new Nature article. For example, they noted, 1 genetic marker is strongly associated with an increased risk of type 1 diabetes and diabetic complications across ancestries, but it is also associated with an increased risk of celiac disease only in people of European ancestry.

Criticism that arose on social media about a type of graph used in the article “highlight how quickly this field of research is evolving,” Denny said in a statement issued in response.

The graph—Figure 2 in the article—is called a uniform manifold approximation and projection, which “by design, exaggerates the distinctiveness of the most frequent ancestries, a message that can be misinterpreted by the public,” Stanford University’s Jonathan Pritchard, PhD, posted on X the day the article was published.

In other words, the graph could be used to support the pseudoscientific notion that individuals in the same racial or ethnic group are genetically similar to each other, Ewan Birney, PhD, deputy director general of the European Molecular Biology Laboratory, told Nature.

“Race and ethnicity are social constructs yet are often conflated with genetic similarity,” Denny noted in his statement. “More work is needed to address the intersecting constructs that exist when examining self-identified race and ethnicity, genetic similarity and factors like social determinants of health.”

Emerging Information About Risk

Participants in All of US can decline to see their results, but people who agree to enroll in the Electronic Medical Records and Genomics (eMERGE) Network, funded by the National Human Genome Research Institute (NHGRI), consent up front to receiving their results.

Those results will be delivered as polygenic risk scores. These scores “aggregate the effects of many genetic risk variants and can be used to predict an individual’s genetic predisposition to a disease or phenotype,” wrote the coauthors of a new eMERGE report that used All of Us data.

In 2020, the eMERGE Network began recruiting 5000 children and 20 000 adults of diverse ancestry for a study of genomic risk assessment. Six of eMERGE’s 10 recruitment sites aim to enroll 75% of participants from racial or ethnic minority groups or medically underserved populations; the remaining recruitment sites’ goal is 35% minority group participants.

One problem that needs to be addressed before polygenic risk scores can be used clinically is their reduced accuracy in diverse populations, according to the eMERGE article.

“Basically, they’re a reflection of the population that they’re developed in,” Niall Lennon, PhD, first author of the latest eMERGE report, explained in an interview. Lennon is director of the genomics platform at the Broad Institute of MIT and Harvard; his laboratory performs genome sequencing for All of Us.

“Improved estimation of risk may also enable targeting of preventive or therapeutic interventions to those most likely to benefit from them while avoiding unnecessary testing or overtreatment,” Lennon and his coauthors noted.

Another challenge is how to interpret and communicate genetic results to patients as well as physicians. The goal of the current stage of eMERGE research “is not about creating a novel new genetic assay,” Lennon said. “It’s really about: What does it mean to return this to people?”

Niall’s team developed polygenic risk scores for 10 diseases—including asthma, breast cancer, high cholesterol, and type 2 diabetes—for which people could take action if they knew their risk was elevated. The eMERGE researchers used genetically diverse data from 13 475 All of Us participants to calibrate the risk scores for different ancestry groups. All of Us “recapitulates the diversity of the US,” Lennon noted.

However, “polygenic scores are not perfect either. Disease risk is a multifactorial issue,” he pointed out. “For lots of people, genetics is just one part of it. There are a whole bunch of social determinants of health.”

Characterizing Type 2 Diabetes Genetics

Type 2 diabetes is one disease for which genetics alone doesn’t explain risk.

“There’s a nuance with diabetes that not many people appreciate,” Henry Taylor, a PhD candidate at the University of Cambridge, said in an interview. That nuance, he explained, is the complex interaction between genes and the environment. “This environmental context varies from population to population, culture to culture, city to city.”

Taylor coauthored an article about the genetic contributions to the heterogeneity of type 2 diabetes across ancestry groups, a study he called “the most diverse and largest analysis of diabetes to date.”

The study comes from the newly established international Type 2 Diabetes Global Genomics Initiative and includes data from more than 2.5 million ethnically diverse people, more than 428 000 of whom have type 2 diabetes. The ancestry of participants was about 60% European; 20% East Asian; 10.5% admixed African American from West Africa and Europe; 6% admixed Hispanic from the Americas, West Africa, and Europe; 3.3% South Asian; and 0.2% South African.

Taylor and his coauthors including Denny identified 1289 genetic markers associated with type 2 diabetes. Of those, 145, to the researchers’ knowledge, hadn’t been previously reported. They defined 8 nonoverlapping clusters of type 2 diabetes–associated genetic markers that have also been linked with diabetes risk factors such as obesity.

The authors use the clusters to generate polygenic risk scores associated with coronary artery disease, peripheral artery disease, and end-stage diabetic nephropathy across ancestry groups. “There’s a really strong association with the obesity cluster,” representing the first time that connection has been shown via genetic analysis, Taylor said.

He and his coauthors tested their scores in about 280 000 ethnically diverse individuals, more than 30 000 of whom had type 2 diabetes, from All of Us, BioBank Japan, and the UK-based Genes & Health study of people of Bangladeshi and Pakistani origin.

“By increasing our diversity, we are increasing complex interactions between environment and genetics that we haven’t really observed before,” said Taylor, who is working as a fellow at the NHGRI.

The Right Not to Know

Participants in All of Us choose whether they want to see their genomic sequencing results, and, if so, which ones. “We do believe that people have the right not to know,” Denny said.

The program’s Hereditary Disease Risk Report includes 59 genes and variants associated with serious medical conditions upon which people can act, such as specific cancers, heart conditions, and blood disorders. About 2% to 3% of participants are expected to have a pathogenic or likely pathogenic variant, and they’re offered a free clinical DNA test conducted outside of the program, according to All of Us. Participants are also offered a Medicine and Your DNA report about 7 genes known to affect drug metabolism.

So far, Denny noted, more than 60% of participants who’ve been offered their sequencing results have wanted to see information related to their genetic ancestry, but only half of participants have wanted to see their health-related results.

‘’You could argue it could have relevance to their kids,” Denny said of the health-related results, “but their kids could join All of Us, too.”

Zdroj: JAMA
zpět

Program All of Us ukazuje, co může chybět méně diverzifikovaným genomickým studiím

Lidé s evropskými genetickými předky představují pouze menšinu světové populace, přesto tvoří více než 90 % účastníků velkých genomických studií.

Tento rozdíl "vedl k mnoha problémům v oblasti zachování rovnováhy", uvedlo 31 vedoucích představitelů Národního ústavu zdraví (NIH) a jeho výzkumného programu All of Us v nedávném komentáři v časopise Nature Medicine.

S cílem zlepšit precizní medicínu pro všechny zahájil NIH v roce 2018 program All of Us. Do programu All of Us se zatím přihlásilo více než 750 000 lidí z celých USA, aby dosáhl svého cíle, kterým je 1 milion nebo více účastníků. Koncem roku 2023 začal program na několika partnerských pracovištích zařazovat malé děti i dospělé a plánuje se rozšířit i na starší děti.

Aby program All of Us přilákal různorodou populaci, spolupracuje s více než 100 komunitními partnery, jako je například Black Greek Letter Consortium, National Hispanic Medical Association a National Rural Health Association, poznamenal v rozhovoru pro časopis JAMA výkonný ředitel výzkumného programu Josh Denny, MD, MS.

"Někdy mám pocit, že nemohu nikam jít, aniž bych potkal zástupce některého z těchto partnerů, řekl.

A zdůraznil, že je to dobře.

"V celkovém kontextu zdraví jsou všechny široké charakteristiky rozmanitosti důležité," vysvětlil Denny, spoluautor nedávného komentáře All of Us. "Genetická rozmanitost předků je skutečně klíčová."

Kromě provádění vlastních studií sdílí společnost All of Us svá data s registrovanými uživateli na své cloudové platformě Researcher Workbench, aby usnadnila další výzkum.

Nejnovější vědecká publikace z All of Us, která byla v únoru zveřejněna v časopise Nature, a doprovodný výzkum, který využíval data z programu, ilustrují, o co mohou méně rozmanité genomické studie přijít.

Dříve neznámé části

All of Us provádí sekvenování celého genomu u všech účastníků, kteří také poskytují údaje z elektronických zdravotních záznamů, nositelných zařízení a průzkumů o demografických údajích, životním stylu a celkovém zdravotním stavu.

"Máme anamnézy nemocí, máme léky," poznamenal Denny ke sběru dat. "Většina dostupných zdrojů nic z toho nemá." Kromě toho účastníci projektu All of Us poskytují osobní fyzická měření, jako je výška, hmotnost a krevní tlak.

Poslední zveřejnění dat zahrnovalo sekvence genomu od více než 245 000 účastníků. Přibližně polovina z nich pocházela z nedostatečně zastoupených rasových a etnických menšin. A téměř čtyři z pěti byli příslušníky skupin, které jsou v biomedicínském výzkumu nedostatečně zastoupeny nejen z hlediska rasy a etnické příslušnosti, ale také věku, zdravotního postižení, vzdělání, zeměpisné polohy, přístupu ke zdravotní péči, příjmu a sexuální a genderové identity.

Všichni Us vědci identifikovali více než 1 miliardu genetických variant, včetně více než 275 milionů, které nikdy předtím nebyly zaznamenány. Z nově identifikovaných variant se více než 3,9 milionu nacházelo v oblastech genů, které kódují proteiny. Většina z těchto variant nebude mít žádný vliv na onemocnění, ačkoli některé by mohly být spojeny s nemocemi, které dosud nebyly popsány, uvedl Denny.

"V širším měřítku zdroj All of Us upozorňuje na možnosti identifikace asociací mezi genotypem a fenotypem, které se liší v různých populacích," napsal Denny a jeho spoluautoři v novém článku v časopise Nature. Upozornili například, že 1 genetický marker je silně spojen se zvýšeným rizikem diabetu 1. typu a diabetických komplikací napříč etniky, ale zároveň je spojen se zvýšeným rizikem celiakie pouze u lidí evropského původu.

Kritika, která se objevila na sociálních sítích ohledně typu grafu použitého v článku, "poukazuje na to, jak rychle se tato oblast výzkumu vyvíjí", uvedl Denny v prohlášení vydaném v reakci na tento článek.

Graf - obrázek 2 v článku - se nazývá uniformní aproximace a projekce množin, která "svým designem zveličuje odlišnost nejčastějších předků, což může být veřejností špatně interpretováno", napsal na X v den zveřejnění článku doktor Jonathan Pritchard ze Stanfordovy univerzity.

Jinými slovy, graf by mohl být použit k podpoře pseudovědecké představy, že jedinci ze stejné rasové nebo etnické skupiny jsou si geneticky podobní, uvedl pro Nature doktor Ewan Birney, zástupce generálního ředitele Evropské laboratoře molekulární biologie.

"Rasa a etnická příslušnost jsou sociálními konstrukty, přesto se často zaměňují s genetickou podobností," poznamenal Denny ve svém prohlášení. "Je zapotřebí další práce, která by se zabývala vzájemně se prolínajícími konstrukty, které existují při zkoumání sebeidentifikace rasy a etnicity, genetické podobnosti a faktorů, jako jsou sociální determinanty zdraví."

Nové informace o riziku

Účastníci projektu All of US mohou odmítnout zobrazení svých výsledků, ale lidé, kteří souhlasí se zapojením do sítě eMERGE (Electronic Medical Records and Genomics Network), financované Národním ústavem pro výzkum lidského genomu (NHGRI), předem souhlasí s tím, že budou dostávat své výsledky.

Tyto výsledky budou poskytnuty jako skóre polygenního rizika. Tato skóre "shrnují účinky mnoha genetických rizikových variant a mohou být použita k předpovědi genetické predispozice jedince k určitému onemocnění nebo fenotypu," napsali spoluautoři nové zprávy eMERGE, která použila data All of Us.

V roce 2020 začala síť eMERGE nabírat 5 000 dětí a 20 000 dospělých různého původu pro studii hodnocení genomického rizika. Šest z deseti náborových míst sítě eMERGE si klade za cíl zařadit 75 % účastníků z rasových nebo etnických menšin nebo z populací s nedostatečnou lékařskou péčí; cílem zbývajících náborových míst je 35 % účastníků z menšinových skupin.

Jedním z problémů, které je třeba vyřešit, než bude možné polygenní skóre rizik klinicky využívat, je podle článku v projektu eMERGE jejich snížená přesnost u různorodých populací.

"V podstatě jsou odrazem populace, u které byly vytvořeny," vysvětlil v rozhovoru doktor Niall Lennon, první autor nejnovější zprávy eMERGE. Lennon je ředitelem genomické platformy v Broad Institute of MIT a Harvard; jeho laboratoř provádí sekvenování genomu pro All of Us.

"Lepší odhad rizika může také umožnit zacílení preventivních nebo terapeutických zásahů na ty, kteří z nich budou mít největší prospěch, a zároveň zabránit zbytečnému testování nebo nadměrné léčbě," poznamenal Lennon a jeho spoluautoři.

Další výzvou je, jak interpretovat a sdělovat výsledky genetických testů pacientům i lékařům. Cílem současné fáze výzkumu eMERGE "není vytvoření nového genetického testu," řekl Lennon. "Ve skutečnosti jde o to: Co to znamená poskytnout to lidem?"

Niallův tým vyvinul polygenní skóre rizika pro 10 nemocí - včetně astmatu, rakoviny prsu, vysoké hladiny cholesterolu a cukrovky 2. typu - pro které by lidé mohli podniknout kroky, pokud by věděli, že jejich riziko je zvýšené. Ke kalibraci rizikových skóre pro různé skupiny předků použili vědci z eMERGE geneticky různorodé údaje od 13 475 účastníků projektu All of Us. All of Us "kopíruje rozmanitost USA," poznamenal Lennon.

Nicméně "ani polygenní skóre nejsou dokonalá. Riziko onemocnění je multifaktoriální záležitost," zdůraznil. "Pro spoustu lidí je genetika jen jednou z jeho součástí. Existuje celá řada sociálních determinant zdraví."

Charakteristika genetiky diabetu 2. typu

Diabetes 2. typu je jedním z onemocnění, u nichž samotná genetika riziko nevysvětluje.

"U diabetu existuje nuance, kterou mnoho lidí nedoceňuje," řekl v rozhovoru Henry Taylor, doktorand na univerzitě v Cambridge. Vysvětlil, že touto nuancí je složitá interakce mezi geny a prostředím. "Tento kontext prostředí se liší od populace k populaci, od kultury ke kultuře, od města k městu."

Taylor je spoluautorem článku o genetickém podílu na heterogenitě diabetu 2. typu v různých rodových skupinách, což je studie, kterou označil za "dosud nejrozmanitější a nejrozsáhlejší analýzu diabetu".

Studie pochází z nově založené mezinárodní iniciativy Diabetes 2. typu Global Genomics Initiative a zahrnuje údaje od více než 2,5 milionu etnicky různorodých lidí, z nichž více než 428 000 má diabetes 2. typu. Původ účastníků byl přibližně 60 % evropský; 20 % východoasijský; 10,5 % příměs afroamerického původu ze západní Afriky a Evropy; 6 % příměs hispánského původu z Ameriky, západní Afriky a Evropy; 3,3 % jihoasijský a 0,2 % jihoafrický.

Taylor a jeho spoluautoři včetně Dennyho identifikovali 1289 genetických markerů spojených s diabetem 2. typu. Z nich 145, pokud je vědcům známo, nebylo dříve publikováno. Definovali 8 nepřekrývajících se shluků genetických markerů spojených s diabetem 2. typu, které byly rovněž spojeny s rizikovými faktory diabetu, jako je obezita.

Autoři použili tyto shluky k vytvoření polygenních rizikových skóre spojených s ischemickou chorobou srdeční, onemocněním periferních tepen a konečným stadiem diabetické nefropatie napříč skupinami předků. Taylor uvedl, že "s klastrem obezity je opravdu silná souvislost", což představuje první případ, kdy byla tato souvislost prokázána prostřednictvím genetické analýzy.

On a jeho spoluautoři testovali své výsledky u přibližně 280 000 etnicky různorodých jedinců, z nichž více než 30 000 mělo diabetes 2. typu, z databází All of Us, BioBank Japan a britské studie Genes & Health lidí bangladéšského a pákistánského původu.

"Tím, že zvyšujeme diverzitu, zvyšujeme komplexní interakce mezi prostředím a genetikou, které jsme dosud ve skutečnosti nepozorovali," uvedl Taylor, který pracuje jako vědecký pracovník v NHGRI.

Právo nevědět

Účastníci projektu All of Us si sami zvolí, zda chtějí vidět výsledky svého genomového sekvenování, a pokud ano, tak které. "Věříme, že lidé mají právo to nevědět," řekl Denny.

Zpráva o riziku dědičných onemocnění programu obsahuje 59 genů a variant spojených se závažnými zdravotními stavy, na jejichž základě mohou lidé jednat, jako jsou konkrétní druhy rakoviny, srdeční onemocnění a poruchy krve. Očekává se, že přibližně 2 až 3 % účastníků mají patogenní nebo pravděpodobně patogenní variantu, a podle společnosti All of Us je jim nabídnuto bezplatné klinické vyšetření DNA provedené mimo program. Účastníkům je také nabídnuta zpráva Medicine and Your DNA o 7 genech, o nichž je známo, že ovlivňují metabolismus léků.

Denny poznamenal, že zatím více než 60 % účastníků, kterým byly nabídnuty výsledky sekvenování, chtělo vidět informace týkající se jejich genetického původu, ale pouze polovina účastníků chtěla vidět výsledky týkající se jejich zdraví.

''Můžete namítnout, že by to mohlo mít význam pro jejich děti," řekl Denny o výsledcích týkajících se zdraví, "ale jejich děti by se také mohou připojit k All of Us programu"

Zdroj: JAMA
zpět

Vinohradník popíral dávný sex, otcovství teď potvrdil Nejvyšší soud

Spory o určení otcovství má asi většina lidí spojených s malými dětmi. Jenže někdy se k hledání biologických kořenů odhodlají až dospělé děti. Přesně to se stalo v případu, kdy hřích mládí dohnal moravského vinohradníka. K soudu ho pohnal jeho dospělý syn, a přestože muž rezolutně styk s mužovou matkou popíral, test DNA ho usvědčil z opaku.

Otec se pokoušel verdikt soudů zvrátit dovoláním k Nejvyššímu soudu a tvrdil, že novopečenému synovi jde jen o peníze, s takovou argumentací ale nepochodil.

Kořeny případu sahají až do konce osmdesátých let minulého století. Žena, která v té době povila syna, prý otce neuvedla do rodného listu. Na přelomu let 1988 a 1989 sice probíhalo řízení o určení otcovství, muž zde byl slyšen jen jako svědek a styk odmítl.

Již dospělý syn se v roce 2020 obrátil na soudy s žalobou na určení otcovství, přičemž návrh podal podle svých slov poté, co se dozvěděl o okolnostech svého početí. Muž naproti tomu u soudu namítal, že pro určení otcovství už uběhly všechny lhůty a motivaci k podání žaloby označil za pouze materiální. Obvodní soud pro Prahu 4 po provedení testu DNA rozhodl, že je skutečně mužovým otcem. Verdikt potvrdil i Městský soud v Praze.

Muž se pak obrátil na Nejvyšší soud, aby verdikt zrušil, a tvrdil, že matka ani syn pětatřicet let nic neudělali, on sám předpokládal, že se celá věc vyřešila už při soudu před desítkami let. Syn naopak připomněl, že otec upřednostňuje jen svá práva s touhou po klidu. Odmítl i finanční motivaci, když zdůraznil, že sám má dvě vysoké školy a pracuje ve vrcholné státní instituci.

NS: Mohlo být jasno už před lety

Senát Nejvyššího soudu v čele s Romanem Fialou ve svém rozhodnutí předestřel, že otázka nestojí tak, zda je či není muž otcem, ale zda jsou v případu dány tak významné překážky, které by zabránily potvrzení otcovství i v právní rovině. Žádné takové překážky však soudci nenašli.

„Příznivé majetkové poměry otce, jakkoli nedoložené a pro věc zcela nepodstatné, samy o sobě nemohou pro něj v řešené otázce přivodit příznivější rozhodnutí, neboť tuzemská právní úprava, mezinárodní předpisy, stejně jako judikatura Evropského soudu pro lidská práva nepovažují majetkovou situaci ať už dítěte nebo domnělého otce za kritérium, které by mohlo mít relevantní vliv na rozhodování sporu,“ rozhodli soudci.

Nejvyšší soud připomněl, že nejméně od roku 1989, kdy muž vypovídal u soudu, mohl mít pochybnosti, zda není otcem dítěte. „Sám přitom nikdy neuvedl, že by se aktivně zajímal o výsledek tehdy sporného řízení směřujícího proti jinému muži, či že by se sám domáhal vůči matce provedení testu na své otcovství,“ uvedl soud s tím, že kdyby muž tehdy pravdivě vypověděl o intimním styku s matkou, mohlo se vše vyřešit už před pětatřiceti lety.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vyšetřování ukázalo, že špičková analytička DNA v Coloradu úmyslně manipulovala s daty

Yvonne "Missy" Woodsová údajně léta porušovala předpisy, což se týkalo více než 650 případů.

Podle předběžného vyšetřování, které v pátek zveřejnily úřady, coloradská vědecká hvězda v oboru DNA léta úmyslně manipulovala s důkazy, což zpochybňuje všechny trestní případy, na kterých pracovala během své téměř tříleté kariéry.

Yvonne "Missy" Woodsová, která pomáhala řešit některé z nejznámějších zločinů ve státě, loni v listopadu náhle opustila svou funkci poté, co Coloradský úřad pro vyšetřování zjistil v její práci nesrovnalosti a zahájil trestní vyšetřování. V pátek zveřejněné interní vyšetřování tvrdí, že Woodsová, která dlouho patřila k nejuznávanějším analytikům úřadu, záměrně pozměňovala výsledky testů DNA.

Podle zprávy se její manipulace týkaly nejméně 652 případů, které řešila v letech 2008 až 2023. Celkový počet může být nakonec vyšší, protože vyšetřovatelé stále prověřují Woodsové případy z počátku její kariéry v roce 1994.

"Naše kroky při nápravě tohoto bezprecedentního porušení profesní důvěry budou důkladné a transparentní," uvedl ředitel CBI Chris Schaefer.

Přezkum nezjistil, že by Woodsová falšovala shody DNA nebo falšovala profily DNA. Místo toho uvedla, že v záznamech zamlčela podstatné skutečnosti, manipulovala s výsledky testů DNA a porušila řadu zásad laboratoře včetně opatření pro kontrolu kvality.

Státní úředníci již dříve uvedli, že budou muset znovu otestovat a přezkoumat celkem asi 3 000 vzorků DNA, s nimiž Woodsová pracovala.

Její právník Ryan Brackley uvedl, že Woodsová nikdy nevytvořila ani nepravdivě neuvedla žádný ospravedlňující důkaz DNA ani neposkytla falešné svědectví, které by vedlo k tomu, že by byl někdo neprávem odsouzen nebo uvězněn.

"V rozsahu, v jakém zjištění interního vyšetřování zpochybní její dobrou práci, bude paní Woodsová nadále spolupracovat, aby zachovala integritu své práce," řekl.

Coloradský systém trestního soudnictví je již několik měsíců zmaten odhalením, že analýza DNA provedená Woodsovou, která pracovala na tak významných případech, jako je "coloradský vrah s kladivem", možná nebyla vypracována správně.

Státní zástupci již přezkoumávají stovky případů, které Woodsová řešila, a snaží se zjistit, jak naložit s nadcházejícími soudními procesy, v nichž poskytovala analýzu DNA. Obhájci jsou v kontaktu s klienty, kteří byli odsouzeni na základě výsledků Woodsové a nyní chtějí podat odvolání. Státní zákonodárci nedávno vyčlenili 7,5 milionu dolarů, které mají pomoci zaplatit za opakované testy a případné nové soudní procesy.

"V posledních několika měsících státní zástupci po celém státě s napětím čekali na informace kvůli dopadu na oběti, obviněné a naši schopnost vykonávat spravedlnost," uvedl okresní prokurátor okresu Boulder Michael Dougherty.

Mary Claire Mulliganová, advokátka, jejíhož klienta čeká v dubnu soud s trojnásobnou vraždou v případu, v němž Woods poskytl testy DNA, které byly podle vyšetřovatelů neúplné, uvedla, že úředníci musí zjistit, jak Woodsovy manipulace probíhaly tak dlouho.

"Nepotřebujeme nic menšího než naprostou transparentnost ze strany CBI a úřadu generálního prokurátora ohledně toho, jak tento úmyslný a všudypřítomný podvod unikl odhalení," řekla.

Podle odborníků by tento skandál mohl být potenciálně jedním z největších v historii forenzních testů DNA.

CBI uvedla, že pracuje na změnách, které mají posílit integritu jejího programu testování DNA.

Trestní vyšetřování Woodsové, které jménem Colorada vede kriminální oddělení Jižní Dakoty, aby nedošlo ke střetu zájmů, pokračuje.

Zdroj: web
zpět

Problematické vedlejší účinky na kůži brzdí vývoj slibné vakcíny proti HIV

Strategie vícenásobných očkování vakcínou mRNA vyrobených společností Moderna pro vytvoření silných protilátek narazila na překážku

Jeden z nejslibnějších pokusů o oživení pozastaveného hledání vakcíny proti HIV narazil na zádrhel, který se může zdát zanedbatelný, ale má závažné důsledky: zpoždění rozsáhlejších studií potřebných k prokázání, zda tento koncept funguje. Při provádění malých bezpečnostních a imunitních testů inovativní vakcinační strategie, která se opírá o sérii injekcí mRNA (messenger RNA), se u neobvykle vysokého procenta příjemců objevily vyrážky, rány nebo jiná podráždění kůže.

"Bereme to velmi vážně," říká Carl Dieffenbach, který vede oddělení AIDS v Národním institutu pro alergie a infekční nemoci, který financoval nedávnou první fázi testování vakcíny. Vědci chtějí před rozšířením testů vakcíny, kterou vyrábí společnost Moderna, pochopit příčinu kožních problémů a zjistit, jak je minimalizovat. "Postupovali bychom rychleji, kdyby k tomuto zjištění nedošlo," říká Mark Feinberg, který stojí v čele neziskové organizace IAVI, která je hlavním sponzorem vakcíny.

Komplexní vakcinační strategie zahrnuje injekce různých mRNA, které kódují různé části povrchového proteinu HIV nebo celou molekulu, v průběhu několika měsíců. Cílem je postupně vést buňky B imunitního systému k produkci tzv. široce neutralizačních protilátek neboli bnAbs, které jsou schopny zastavit mnoho různých variant viru AIDS. Lidé žijící s HIV sice ve vzácných případech nakonec bnAbs vytvoří, ale žádná vakcína to dosud nedokázala - což se pro tento obor stalo "svatým grálem", říká Linda-Gail Bekkerová, výzkumnice vakcín proti AIDS v Jihoafrické republice, která vede Centrum Desmonda Tutu pro HIV na univerzitě v Kapském Městě.

Různé verze této vakcíny proti HIV již prošly třemi zkouškami fáze 1, ale celkem se jich zúčastnilo méně než 200 lidí. Příjemci reagovali pozoruhodnými protilátkami, které směřovaly k bnAbs, což podpořilo naděje vkládané do této vakcíny. Ale kožní problémy - včetně kopřivky (urtikárie), pruritu (svědění) a dermatografismu (svrabu po poškrábání) - se vyskytovaly ve znatelně vysoké míře ve všech studiích, v jedné z nich postihly 11 z 60 osob.

Tyto vakcíny proti HIV dodávají relativně vysokou dávku mRNA, což by podle vědců společnosti Moderna a dalších mohlo vysvětlovat kožní problémy. Původní mRNA vakcína COVID-19 společnosti používala stejnou dávku a byla rovněž spojována s kožními problémy, i když s mnohem nižší frekvencí, 1 % až 3 %. (Vakcína COVID-19, která vznikla ve spolupráci společností Pfizer a BioNTech a je rovněž založena na mRNA, ale podává se v dávce o 70 % nižší, také vyvolává kožní problémy, ale podle jedné švýcarské studie se vyskytují 20krát méně často než u produktu společnosti Moderna). Potenciálně znepokojivější by však bylo, kdyby problém souvisel s kumulativním účinkem více injekcí mRNA nebo s genetickým pozadím příjemců, nebo kdyby za šrámy a kopřivku byla zodpovědná samotná sekvence HIV.

Většina těchto kožních problémů rychle odezněla a nebyla natolik závažná, aby zastavila jakoukoli studii, ale vědci je nechtějí bagatelizovat. "V době, kdy je váhavost ohledně očkování vysoká, je kriticky důležité neodmítat kopřivku jako nedůležitý vedlejší účinek," říká Kimberly Blumenthalová, alergoložka z Massachusettské všeobecné nemocnice, která rovněž zjistila souvislost mezi vakcínou COVID-19 společnosti Moderna a vyšším výskytem kopřivky.

Feinberg souhlasí, že je třeba otázku vedlejších účinků prozkoumat, ale obává se také, že lidé, kteří jsou odpůrci vakcín, by mohli rozsah problému zkreslit. "Toto zjištění nebylo pozorováno ve stejné míře u jiných mRNA vakcín proti jiným patogenům," říká.

Kdyby se problém ve studiích s HIV neobjevil, vědci by se posunuli blíže k zahájení studie, která by zahrnovala několik stovek lidí a měla kontrolní placebo. Pokud by výsledky byly pozitivní, studie účinnosti fáze 3 by určila, zda je vakcína bezpečná, zda funguje a zda by měla být uvedena na trh. "Narazili jsme na poněkud nešťastnou překážku," říká Bekker.

Podobnou strategii vytváření bnAbs uplatňuje více výzkumných skupin. Snaha společnosti Moderna vyrostla z projektu vedeného biofyzikem Williamem Schiefem, který ji vyvinul ve Scripps Research a poté tuto strategii přenesl do společnosti, kde je nyní viceprezidentem. Využívá skutečnosti, že buňky B začínají jako naivní nebo zárodečné buňky a během infekce procházejí řadou mutací, které v podstatě zdokonalují schopnost protilátek, které produkují, vázat se na specifické části virů a "neutralizovat" jejich schopnost infikovat buňky. Strategie vakcíny "zaměřené na zárodečnou linii" se spoléhá na několik injekcí, které provedou B buňky tímto procesem zrání a nakonec je dovedou k produkci bnAb proti virům.

"Říkáme tomu priming, shepherding a polishing," vysvětluje Dennis Burton, imunolog ze Scripps, který spolupracuje se Schiefem. Zpočátku skupina nepoužívala mRNA. Její vakcína obsahovala malý kousek povrchového proteinu viru HIV připojený k nanočástici, která jej prezentovala imunitnímu systému novým způsobem, a první výsledky byly slibné. V článku v časopise Science z roku 2022 Schief a jeho kolegové uvedli, že u 97 % z 36 osob, které vakcínu dostaly, se vyvinuly genové mutace protilátek proti B-buňkám, které jsou nutné k tomu, aby se staly široce neutralizačními.

Schief přešel na mRNA, protože poskytuje mnohem větší flexibilitu a umožňuje výzkumníkům snadno vyladit složku vakcíny proti HIV. Vzhledem k obrovské rozmanitosti HIV v oběhu tvrdí, že účinná vakcína bude pravděpodobně muset vyvolat produkci až pěti různých bnAbs. To by znamenalo, že by bylo třeba připravit, řídit a vyladit více linií B-buněk. Bez snadno modifikovatelné mRNA, říká Schief, "hodně štěstí - to je skličující a náročný úkol".

NIAID nyní plánuje zopakovat zkoušky fáze 1 některých z těchto vakcín proti HIV Moderna/IAVI s nižší dávkou.

Bekker, který žije v zemi, kde žije více lidí nakažených HIV než v kterékoli jiné, stále doufá, že se tento přístup osvědčí. "Máme před sebou první kapitolu vzrušujícího románu." Po desetiletích neúspěšných pokusů o vývoj vakcíny proti HIV je podle ní cíl stále naléhavý. "V loňském roce se na světě nakazilo virem HIV 1,3 milionu lidí. Myslím, že naléhavým požadavkem zůstává nalezení dobrého řešení."

Zdroj: web
zpět

Klíčová chemická látka pro život, může vzniknout v podmínkách, které byly nalezeny na rané Zemi

Panthein, který pomáhá enzymům fungovat a nachází se v každém organismu, může vznikat jednoduchými reakcemi a mohl hrát roli při vzniku života.

Jedna z nejdůležitějších molekul v živých organismech byla syntetizována od nuly v běžných podmínkách. Tento objev naznačuje, že tato chemická látka mohla vzniknout přirozenou cestou v rané historii naší planety a hrát roli při vzniku života.

Dotyčná látka se nazývá pantethein. Na úrovni DNA nebo bílkovin není příliš známá. Pantethein je však klíčovou složkou větší molekuly zvané acetylkoenzym A, "kofaktoru", který pomáhá enzymům pracovat.

"Koenzym A je v každém organismu, který byl kdy sekvenován," říká Matthew Powner z University College London.

Powner strávil většinu své kariéry hledáním způsobů, jak z jednoduchých chemických látek vyrobit biologické molekuly způsobem, který by se mohl vyskytovat přirozeně. V posledním desetiletí ukázal, že z jednoduchých aminonitrilů lze vyrobit nukleotidy - stavební kameny DNA - a peptidy, krátké verze proteinů.

Jeho tým nyní ukázal, že aminonitrily lze použít k výrobě pantetheinu v sérii reakcí začínajících jednoduchými chemikáliemi, jako je formaldehyd. Ty probíhaly ve vodě, často v tak zředěných koncentracích, že reakční směsi vypadaly jako čistá voda. Někdy tým použil teplo k urychlení, ale jinak nemusel zasahovat, jakmile reakce probíhaly.

"Všechno je to jen jeden hrnec - doslova to tam všechno hodíme, nic neměníme, nic neděláme - a získáme 60procentní výtěžnost našeho produktu," říká Powner.

Acetylkoenzym A se podílí na syntéze několika biologicky důležitých chemických látek. Některé z nejstarších skupin mikroorganismů využívají procesy, při nichž se využívá k získávání uhlíku z prostředí.

Důležité je, že pantethein je aktivní částí molekuly acetylkoenzymu A. Druhá část "není pro jeho funkci podstatná", říká Powner.

Kofaktory tohoto druhu se nacházejí ve všech živých organismech. Byly popsány jako pozůstatky vzniku života a rané evoluce.

"Získání jakéhokoli klíčového organického biologického kofaktoru od nuly by bylo působivé, "natož pak tak zásadního", říká Zachary Adam z University of Wisconsin-Madison, který se na výzkumu nepodílel.

Podle Adama význam studie přesahuje pantethein a acetylkoenzym A. "Uvádějí tuto konkrétní část kofaktoru, ale ukazuje se, že stejně důležité jsou i meziprodukty," říká. Ukázalo se, že další chemické látky vznikající na této cestě pomáhají vytvářet další biologické molekuly. "Vytvářejí tuto síť sloučenin."

Mnoho představ o vzniku života předpokládalo, že malý soubor biologických molekul vznikl dlouho před ostatními. Například hypotéza "světa RNA" tvrdí, že první život byl tvořen výhradně RNA, přičemž další chemické látky, jako jsou bílkoviny a lipidy, se přidaly později, jakmile je RNA dokázala vytvořit.

Powner je jedním z několika badatelů, kteří prosazují jiný scénář, podle něhož se mnoho klíčových molekul vytvořilo brzy a od počátku se vzájemně ovlivňovaly. "Všechny tyto produkty mohou být produktem stejných chemických reakcí," říká. Namísto toho, aby se začínalo pouze s RNA nebo pouze s peptidy, "mohlo by být jednodušší vytvořit je všechny dohromady, a pak by se chemie, kterou dělají, integrovala od počátku".

Zdroj: New Scientist
zpět

Zemřel Polák, který neprávem seděl 18 let

Polák Tomasz Komenda, který byl nespravedlivě odsouzen na dlouhá léta do vězení, podlehl rakovině plic ve věku 46 let, napsala ve středu polská média. Počátkem roku server Onet uvedl, že prokuratura, která skoro šest let zjišťovala, kdo zavinil neoprávněné zatčení a odsouzení, celý případ kvůli promlčení či nedostatku důkazů odložila.

Polák Tomasz Komenda, který byl nespravedlivě odsouzen na dlouhá léta do vězení, podlehl rakovině plic ve věku 46 let, napsala ve středu polská média. Počátkem roku server Onet uvedl, že prokuratura, která skoro šest let zjišťovala, kdo zavinil neoprávněné zatčení a odsouzení, celý případ kvůli promlčení či nedostatku důkazů odložila.

K zatčení postačil test DNA, přestože znalci upozorňovali, že stejnou shodu vykazuje každá 71. osoba. Podezřelý byl násilím nucen, aby se doznal, napsal nyní list Gazeta Wyborcza. Nikdo si nelámal hlavu nad tím, že tucet lidí svědčilo, že v inkriminovanou silvestrovskou noc byl Komenda v centru Vratislavi, a tedy měl jednoznačné alibi.

V listopadu 2003 byl odsouzen na 15 let, o půl roku později odvolací soud trest zpřísnil na 25 let. Komenda celou dobu tvrdil, že je nevinen. Protože se nepřiznal, nemohl spoléhat na propuštění před odpykáním celého trestu.

Až nové prozkoumání biologického materiálu jej umožnilo jednoznačně vyloučit z případu. Vyšetřovatelé kvůli novému podezřelému obnovili vyšetřování a při té příležitosti se ukázalo, že za zločin byl odsouzen nevinný. Komenda vyšel z vězení v březnu 2018 a o dva měsíce později jej nejvyšší soud definitivně očistil. Soud mu v únoru 2021 přiznal rekordní odškodnění ve výši 13 milionů zlotých (asi 73,5 milionu korun).

Koncem téhož roku byl za znásilnění a vraždu dívky odsouzen na 25 let jiný muž, uváděný v médiích jako Ireneusz M.; další odsouzený, Norbert Basiura, který souhlasil se zveřejněním svého jména a který v rozhovorech s novináři trvá na své nevině, dostal 15 let. Na zločinu se podle vyšetřovatelů podílely tři osoby, ale třetího pachatele se nepodařilo vypátrat.

Klidný a přátelský, vzpomíná právník

Sám Komenda po propuštění na svobodu uvedl jména šesti lidí, kteří se podle jeho názoru přičinili o to, že strávil skoro dvě desetiletí za mřížemi. Šlo o dva bývalé policisty, z nichž jeden byl mezitím odsouzen za úplatkářství, a dva prokurátory, z nichž jeden byl mezitím propuštěn kvůli řízení v opilosti. Komenda také poukázal na svého obhájce a na zmíněnou sousedku.

Komendův advokát se odvolal proti rozhodnutí prokuratury ukončit vyšetřování, kdo je odpovědný za uvěznění nevinného člověka. Plnou moc mu k tomu poskytl Komendův bratr s tím, že Tomasz by si to tak přál, dodal deník.

„Vypadalo to, že po těch 18 letech si konečně dal svůj život do pořádku. (…) Ale ve skutečnosti pro něj osud připravil pokračování tragédie,“ řekl agentuře PAP Komendův právník Zbigniew Cwiakalski. Komenda byl podle něj velmi klidný a přátelský člověk, přestože jej poznamenalo 18 let za mřížemi a bylo pro něj těžké se přizpůsobit životu mimo vězení. „Nikdy jsem ho neslyšel zvýšit hlas,“ řekl profesor Cwiakalski.

Zdroj: České Noviny
zpět

Vzorky DNA odhalily případy Downova syndromu u pravěkých lidí

Analýza starověké DNA pomohla nahlédnout do minulosti a odhalila případy Downova syndromu v historických populacích z doby bronzové a železné.

Tato genetická porucha dnes postihuje přibližně jednoho z 1000 novorozenců.

Vědci z Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii zkoumali genetické poměry v dávné minulosti.

Shromáždili starověkou lidskou DNA starou desítky tisíc let. V této nové studii vědci zkoumali více než 10 000 vzorků DNA.

Podařilo se jim identifikovat šest lidí, kteří všichni měli extra kopii chromozomu 21, což je známkou Downova syndromu.

Všech šest osob zemřelo ve velmi mladém věku

Tyto případy zahrnují různá historická období.

Jeden případ, objevený na finském kostelním hřbitově, lze vysledovat až do 17. až 18. století.

Zbývajících pět osob, které se datují do doby před 5 000 až 2 500 lety, bylo objeveno na nalezištích z doby bronzové v Řecku a Bulharsku a z doby železné ve Španělsku.

Tito pravěcí jedinci s Downovým syndromem čelili náročným časům, přičemž všech šest podlehlo předčasnému osudu a většina z nich nedosáhla věku jednoho roku.

K jejich předčasné smrti zcela jistě vedla absence léčby. Jedinci s Downovým syndromem mohou nyní díky pokrokům moderní medicíny žít delší život.

Byli pečlivě uloženi k odpočinku, obklopeni náhrdelníky z barevných korálků, bronzovými prsteny a mořskými mušlemi - projevy uznání od jejich starověkých společností. Pět pohřbů se nacházelo v osadách.
Identifikován jeden starověký případ vzácného Edwardsova syndromu

Tím však výzkum nekončí. Uprostřed pátrání po případech Downova syndromu narazili vědci na další záhadu - jedince ze španělské doby železné s nečekanou genetickou anomálií.

Tento jedinec nesl tři kopie chromozomu 18, což je vzácný stav známý jako Edwardsův syndrom, který má mnohem závažnější zdravotní důsledky než Downův syndrom.

Edwardsův syndrom se vyskytuje v méně než jednom případě na 3 000 porodů.

"V tuto chvíli nedokážeme říci, proč na těchto nalezištích [španělské doby železné] nacházíme tolik případů," uvedl Roberto Risch, archeolog z Universitat Autònoma de Barcelona, který se zabývá intramurálními pohřebními rituály.

Risch dále dodal: "Víme však, že patřily několika málo dětem, kterým se dostalo výsady být po smrti pohřbeny uvnitř domů. Už to napovídá, že byly vnímány jako výjimečné děti."

Tým zdůrazňuje, že tato odhalení jsou teprve začátkem. S rostoucím počtem vzorků DNA se vědci snaží odhalit, jak se starověké společnosti staraly o ty, kteří potřebovali pomocnou ruku nebo byli trochu jiní.

"Rádi bychom se dozvěděli, jak starověké společnosti reagovaly na jedince, kteří možná potřebovali pomocnou ruku nebo byli prostě trochu jiní," uvedl v tiskové zprávě Kay Prüfer, který koordinoval analýzu sekvencí DNA.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Nová inhalační mRNA terapie nabízí bezpečnější možnost léčby rakoviny plic

Rakovinu, zejména rakovinu plic, je stále neuvěřitelně těžké porazit. Navzdory nedávným pokrokům v léčbě je rakovina plic stále komplikovaná. Ne vždy totiž dobře reaguje na léky.

Výzkumníci z Kolumbijské univerzity však nabízejí potenciální řešení: inhalační léčbu mRNA IL-12.

Co je IL-12 mRNA?

IL-12 je důležitá molekula imunitního systému. Působí jako posel, který se specificky zaměřuje na T-buňky (vojáky imunitního systému) a vede je k tomu, aby byly účinnější v boji proti hrozbám, jako je rakovina a infekce.

Instrukce pro tvorbu IL-12 jsou obsaženy v molekule zvané IL-12 mRNA. Vědci zkoumají, jak tuto zprávu doručit přímo buňkám. To jim umožní vyrábět vlastní IL-12 a cíleně aktivovat imunitní systém.

Použití mRNA IL-12 by mohlo vést k novým možnostem léčby rakoviny.

Slibný nový přístup

Vědci zabalili mRNA do malých přírodních nosičů zvaných extracelulární vezikuly (EV) pro cílené doručení.

Tyto EV byly izolovány z lidských ledvinových buněk a pomocí mírného elektrického impulzu do nich byla vložena mRNA.

Aby otestovali svůj přístup, injikovali myším buňky rakoviny plic. Později dodali EV s mRNA prostřednictvím rozprašovače a nasměrovali je přímo do plic.

Výzkumníci sledovali, kam se EVs v těle dostanou a jak ovlivní imunitní odpověď nádoru.

Laboratoř zkoumala, jak dobře EVs pronikaly hlenem a dostávaly se do nádorových buněk a imunitních buněk zvaných makrofágy.

Vdechnutí naděje

Studie zjistila, že vdechování malých přírodních nosičů s instrukcemi pro tvorbu imunitní molekuly (mRNA IL-12) bylo vysoce účinné při léčbě rakoviny plic u myší.

Použití "extracelulárních vakcín" (EV) fungovalo lépe než tradiční metody doručování a vedlo ke zmenšení nádorů, delšímu přežití a silnější imunitní odpovědi.

Terapie vyvolala silný imunitní útok na nádory, včetně zvýšené produkce klíčové imunitní molekuly (IFNγ) a silnějších zabijáckých buněk (CD8+ T-lymfocytů a NK-buněk).

Vdechnutí naděje: Vědci zabalili mRNA do malých přírodních nosičů, tzv. extracelulárních vezikul (EV), které slouží k cílenému doručení. Tyto EV byly izolovány z buněk lidských ledvin a pomocí mírného elektrického impulzu do nich byla vložena mRNA. Aby otestovali svůj přístup, injikovali myším buňky rakoviny plic. Později dodali EV s mRNA prostřednictvím rozprašovače a nasměrovali je přímo do plic. Výzkumníci sledovali, kam se EVs v těle dostanou a jak ovlivní imunitní odpověď nádoru. Laboratoř zkoumala, jak dobře EVs pronikaly hlenem a dostávaly se do nádorových buněk a imunitních buněk zvaných makrofágy.

Jejich analýza také ukázala, že pro úspěch terapie byly klíčové specifické imunitní buňky (CD8+ T-lymfocyty), což zdůraznilo jejich roli v boji proti rakovině a budování imunity.

Závěr

Studie naznačuje průlom v léčbě rakoviny plic.

Profesor Ke Cheng, vedoucí výzkumný pracovník, zdůraznil: "V této nové studii jsme ukázali, že inhalované exosomy mohou účinně dosáhnout plic a doručit náklad proti rakovině plic, mRNA IL-12. V této studii jsme prokázali, že exosomy jsou schopny účinně zasáhnout plíce. Jedná se o významný krok vpřed při vývoji nových inhalačních léčiv k léčbě rakoviny plic, která má jednu z nejnižších měr pětiletého přežití na světě."

Tento cílený přístup zabránil poškození zdravé tkáně a posílil útok imunitního systému na rakovinu.

Tato metoda by mohla vést k bezpečnější a účinnější léčbě rakoviny plic se snadnějším podáváním a dlouhodobějším přínosem.

Přestože jsou nutné další studie na lidech, odhalují tyto výsledky slibný potenciál pro změnu léčby rakoviny.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Studie zjistila, že penilní fibroblasty jsou klíčovým hráčem v erektilní funkci

Zjištění, jakou klíčovou roli hrají fibroblasty při regulaci průtoku krve, což může změnit náš přístup k léčbě erektilní dysfunkce.

Nová studie zveřejněná 8. února v časopise Science by mohla změnit náš přístup k léčbě erektilní dysfunkce. Vědci odhalili klíčového hráče ve složitém tanci regulace průtoku krve penisem u myší.

Zjištění vrhají světlo na roli fibroblastů v procesu erekce a otevírají dveře k možným terapeutickým alternativám pro lidskou erektilní dysfunkci.

Pro muže je schopnost dosáhnout a udržet erekci penisu klíčová pro sexuální zdraví a celkovou pohodu. Tuto funkci však mohou ohrozit různé faktory, včetně stárnutí, cukrovky a aterosklerózy.

Studie vedená Eduardem Linckem Guimaraesem a jeho týmem se zaměřila na pochopení úlohy fibroblastů ve fyziologii erekce.

"Fibroblasty jsou nejhojněji zastoupenými buňkami v penisu myší i lidí, ale ve výzkumu byly opomíjeny," uvedl Eduardo Guimaraes v tiskovém prohlášení.

"Nyní můžeme pomocí velmi přesné metody zvané optogenetika ukázat, že hrají velmi důležitou roli při regulaci průtoku krve v penisu, díky němuž je penis ztopořený."

Corpora cavernosa (CC) je erektilní cévní tkáň, která je zodpovědná za průtok krve a zvětšení při rozšíření cév. Hraje klíčovou roli při erekci penisu. Sympatické uvolňování noradrenalinu může tlumit průtok krve penisem, zatímco oxid dusnatý a acetylcholin, uvolňované během sexuálního vzrušení, tento účinek potlačují, což vede k rozšíření cév v CC.

Navzdory našim znalostem těchto mechanismů zůstává regulace tohoto složitého systému nepochopitelná.

Výzkumníci identifikovali dvě významné populace dosud neznámých perivaskulárních fibroblastů v CC pomocí sekvenování RNA jednotlivých buněk, optického čištění tkání a optogenetických aktivačních technik na transgenním myším modelu.

Počet fibroblastů dolaďuje regulaci krevního průtoku

Tyto fibroblasty exprimují norepinefrinový transportér SLC1A3 a bylo zjištěno, že jejich úloha spočívá ve zprostředkování vazodilatace snížením dostupnosti norepinefrinu.

Studie také odhalila nově zjištěný aspekt chování fibroblastů. Bylo zjištěno, že počet fibroblastů v CC dolaďuje regulaci krevního průtoku. Zvýšená frekvence erekcí stimulovala proliferaci fibroblastů, které bylo dosaženo snížením regulace signalizace Notch. Výsledkem tohoto procesu byl vyšší počet fibroblastů, zvýšený bazální průtok krve penisem a snížená citlivost na noradrenalin.

Ji-Kan Ryu a Gou Young Koh v souvisejícím článku Perspective zdůraznili možné důsledky této studie pro lidské zdraví.

Ačkoli studie byla provedena na myších, autoři navrhují nové terapeutické paradigma, které zahrnuje vytvoření podmínek pro zvýšení příjmu noradrenalinu nebo snížení signalizace Notch v penilních perivaskulárních fibroblastech. Tento přístup je slibný pro léčbu erektilní dysfunkce u pacientů nereagujících na současnou terapii.

Tato zjištění poukazují na dynamickou koordinační roli signalizace Notch v CC fibroblastech během erektilního procesu. Ačkoli studie nezkoumala přímo lidi, důsledky pro budoucí terapeutické zásahy jsou významné.

Perspektiva manipulace s fibroblasty za účelem zvýšení vazodilatace otevírá novou hranici ve snaze řešit erektilní dysfunkci a potenciálně nabízí naději pro jedince, kteří čelí problémům se stávající léčbou.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět