Ve věku 97 let zemřel americký molekulární biolog a jeden z objevitelů struktury DNA James Watson, který za to získal roku 1962 Nobelovu cenu. O jeho čtvrtečním skonu informoval v pátek mj. list The New York Times, přičemž Watsonovu roli v dešifrování DNA označil za tak velkou, že si zaslouží zařazení mezi nejvýznačnější vědce 20. století. V posledních desetiletích si však reputaci svými kontroverzními výroky poněkud poškodil.

James D. Watson, jehož spoluobjev kroucené „žebříkové“ struktury DNA v roce 1953 rozpoutal revoluci v medicíně, kriminalistice, genealogii i etice, zemřel v hospicové péči po krátké nemoci, jak uvedl v pátek jeho syn Duncan. Jeho bývalá laboratoř potvrdila, že zemřel o den dříve.

Watson, jehož cílem bylo zjistit, jak vypadá „molekula života“, v roce 1962 obdržel Nobelovu cenu společně s britskými vědci Francisem Crickem a Mauricem Wilkinsem za objev, že deoxyribonukleová kyselina (DNA) má tvar dvojité šroubovice, složené ze dvou vláken, která se kolem sebe stáčejí a vytvářejí tvar připomínající dlouhý, jemně se kroutící žebřík.

Průlom ukázal, jak se dědičná informace ukládá a jak buňky při dělení kopírují svou DNA. Duplikace začíná tím, že se obě vlákna DNA oddělují podobně jako zip.

Objev otevřel cestu k úpravě genetické výbavy živých organismů, léčbě nemocí, identifikaci lidských pozůstatků a zločinců pomocí vzorků DNA, případně zkoumání rodokmenů. Zároveň ale vyvolal řadu etických otázek.

„Francis Crick a já jsme učinili objev století, to bylo zcela jasné,“ prohlásil kdysi Watson.

Zmíněný průlom ohledně DNA, se kterým tento rodák z Chicaga přišel, když mu bylo pouhých 24 let, z něj na desítky let udělal značně respektovanou postavu vědeckého světa. Už nikdy sice neučinil laboratorní objev srovnatelného významu, napsal však učebnice, bestsellerové paměti a pomohl řídit Projekt lidského genomu, jehož cílem bylo zmapování genů.

Počáteční motivace Jamese Watsona k podpoře projektu byla osobní: starší z jeho dvou synů Rufus byl hospitalizován s možnou diagnózou schizofrenie a Watson se domníval, že znalost kompletní struktury DNA bude klíčem k pochopení a včasnému podchycení příslušné nemoci. „Nikdy nepřestal bojovat za lidi trpící nemocemi,“ řekl o svém otci jeho mladší syn Duncan.

Vyhledával talentované mladé vědce a podporoval je. Svou prestiž a kontakty využíval také k ovlivňování vědecké politiky.

„Méně inteligentní černoši“ a „nudní a hloupí vědci“

Jeho odkaz byl v pozdějších letech pošramocen poté, co se dostal na titulní stránky kvůli rasistickým, sexistickým a homofobním poznámkám, v nichž znevažoval různé skupiny lidí s poukázáním na určité genetické odlišnosti. Negativní pozornost vzbudilo zejména jeho tvrzení, že jsou černoši jsou méně inteligentní než běloši.

Jak konstatovala agentura AP, konkrétně v roce 2007 citoval londýnský časopis Sunday Times Magazine jeho slova, že je „vrozeně pesimistický, pokud jde o budoucnost Afriky“, protože „všechny naše sociální politiky vycházejí z předpokladu, že jejich inteligence je stejná jako naše – a všechny testy ukazují, že tomu tak není“.

Doplnil, že ačkoli doufá, že si jsou všichni lidé rovni, „ti, kdo musí pracovat s černými zaměstnanci, zjišťují, že to není pravda“.

Omluvil se, ale po mezinárodním pobouření byl suspendován z funkce kancléře prestižní Cold Spring Harbor Laboratory v New Yorku. O týden později odešel do důchodu. V různých vedoucích funkcích tam působil téměř 40 let.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Peruánský biskup měl 17 milenek včetně jeptišky, potopila jej uklízečka

V nejvyšších kruzích peruánské katolické církve se odehrál příběh jako z telenovely. Tamější biskup totiž udržoval tajné poměry se sedmnácti ženami. Když se dvě z nich o sobě dozvěděly, popraly se a biskupovi přitížilo i svědectví jeho uklízečky. Z úřadu nakonec sám rezignoval.

Jednapadesátiletý Ciro Quispe López se stal biskupem v roce 2018, když jej do úřadu jmenoval papež František. Nyní však sám podal rezignaci, protože na něj praskla nevídaná aféra s celkem sedmnácti ženami, s nimiž udržoval milostné poměry.

První informace o tomto případu se objevily již letos v dubnu, kdy novinář Kevin Moncada z peruánského deníku Sin Fronteras dostal informaci, že jedna z údajných Lópezových milenek se měla poprat s jinou. „To byl ten spouštěcí moment. Případ vyšel najevo, protože ženy zjistily, že udržoval vztahy i s jinými. A to je rozčílilo,“ popsal začátek celé kauzy.

Přesnější obrázek pak poskytla novinářka Paola Ugazová, která měla možnost nahlédnout do vatikánských dokumentů s podrobnostmi z vyšetřování. Podle nich měla být jednou z Lópezovách milenek řeholnice, která se dozvěděla, že biskup udržuje vztah i s další ženou, právničkou. Ve své žárlivosti pak tuto informaci poslala další biskupově milence, která si to s právničkou přišla vyříkat ručně.

💢 ️ ‼Ciro Quispe fue Denunciado, fuera de la vida religiosa tal vez encuentre su verdadera vocación como gran hombre de...

„Bylo to jako opravdová telenovela, ale šlo o odhalení závažného zneužití moci,“ řekla Ugazová webu The Times. A dodala, že řada žen se zdráhala proti biskupovi vystoupit, protože se jej velmi bály.

Sám López nejprve všechna obvinění popíral a celou kauzu označoval jako „pomlouvačnou kampaň temných sil“, ale nakonec byl nezpochybnitelně usvědčen. Přispěla k tomu i jeho uklízečka, které měl omylem poslat fotky, videa i textové zprávy určené jedné z jeho milenek. Vedle toho našla ženské vlasy v koupelně a skvrny na povlečení. I na základě těchto informací pak López v rámci církevního vyšetřování přiznal, že se ve své oficiální rezidenci oddával milostným hrátkám.

The Times ovšem dodávají, že ani bez ohledu na tyto avantýry nebyl Ciro Quispe López navzdory své funkci žádný svatoušek. Již dříve totiž Vatikán prošetřoval obvinění ze zpronevěry, kdy měl biskup odnést židle patřící církvi do restaurace řetězce Patas Arriba, v němž měl mít finanční podíl.

Paola Ugazová pak doplnila, že byl také ve sporu s lidmi z domorodého kmene Ajmarů, kteří tvrdili, že zneužil prostředky z fondů OSN, které byly určeny na projekty v ajmarské komunitě. „Ty peníze nakonec vrátil, což je v Peru hodně vzácné, ale udělal to jen proto, že mu hrozili lynčováním. A Ajmarové jsou známí tím, že dodržují slovo,“ vysvětlila peruánská novinářka.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Muž nechtěl nechat na krku uškrcené ženy svou DNA, posypal ji proto čističem odpadu

Osmnáct let vězení by měl strávit Tomáš Suchánek (26), kterého Krajský soud v Hradci Králové v pondělí uznal vinným z vraždy, pokusu těžkého ublížení na zdraví a výtržnictví. Stalo se tak rok poté, co byla v garsoniéře v 9. patře panelového domu na sídlišti na Moravském Předměstí v Hradci Králové nalezena mrtvá žena čínské státní příslušnosti. Rozsudek není zatím pravomocný, obě strany si ponechaly lhůtu na odvolání.

Jak uvedl předseda trestního senátu Petr Mráka ve stručném odůvodnění, znalecké posudky potvrdily, že se obžalovaný obou činů dopustil v nezvládnutém afektu. Neprokázal se proto motiv, že by se chtěl po smrti poškozené ještě obohatit. Věci, které z bytu odnesl, podle soudu skutečně odnesl jen proto, že chtěl znemožnit své dopadení.

„Trest byl uložen mírně nad polovinou trestní sazby, která v tomto případě činí od 15 do 20 let. Podmínky pro uložení výjimečného trestu splněny nebyly,“ dodal Petr Mráka s tím, že si obžalovaný musí uvědomit, že ho neomlouvá, že jeho jednání bylo ovlivněno požíváním zakázaných látek.

K vraždě došlo 23. listopadu loňského roku v bytového domě na hradeckém Moravském Předměstí.

„Obžalovaný nejprve ženu začal rdousit oběma rukama v oblasti krku a zakleknutím v oblasti hrudníku. Poté ji omotal třikrát kolem krku USB a utáhl,“ uvedla státní zástupkyně Lenka Faltusová. V obžalobě dále stojí, že poškozená v uvedeném bytě provozovala prostituci.

Kvůli zahlazení stop ji poté posypal obličej a horní část trupu čističem odpadu, který obsahoval čtyřicetiprocentní hydroxid sodný. Navíc z bytu ukradl dva mobily, notes s čínskými znaky nebo také čokoládu.

Suchánek, který se živil jako zámečník a do té doby byl už jednou trestaný pro křivé svědectví, se v době, kdy k činu došlo, aktivně věnoval silovému trojboji. „Užíval jsem steroidy. Ve velkém. Závodil jsem na mistrovství Evropy i světa, chtěl jsem získat v Polsku profi kartu,“ uvedl Suchánek u soudu. Možná i toto užívání povzbuzujících látek podle něho mohlo ovlivnit jeho zkratkovité jednání.

„Mně se zhroutil svět, já v tu chvíli nevěděl, co dělám. Jen jsem nechtěl, aby policie nevyzkoumala, že jsem ji uškrtil rukama,“ vysvětloval, proč ženě poté, co prostitutku rdousil, vzal USB kabel, třikrát ho omotal okolo jejího krku a utáhl.

Podle svých slov zazmatkoval, ale zda je žena skutečně mrtvá, příliš nezkoumal. Z úst ji prý tekla krev, nehýbala se a začala promodrávat. „Pak jsem našel ten čistič. Nechtěl jsem, aby našli moje otisky a DNA na tom krku. V té době už poškozená nejevila známky života. Uběhlo minimálně deset minut, co jsem ji zardousil rukama,“ řekl soudu.

Do bytu za poškozenou přišel obžalovaný kvůli sjednaným sexuálním hrátkám za úplatu. „Když jsem přišel, nevypadala jako na fotografii. Tak jsem jí přes překladač v telefonu řekl, že chci službu jen na půl hodiny. Opět přes překladač mi odpověděla, že to nejde, že budeme mít problém. Řekl jsem, že tedy nebude vůbec nic. Začala mi čínsky nadávat. Strčila do mě. Tak mě přeplo a chytil jsem ji pod krkem,“ uvedl obžalovaný a dodal, že ví, že jeho reakce nebyla adekvátní.

„Jsem si vědom, že jsem udělal hrozný čin,“ přiznal Suchánek.

Napadení v Přerově

U soudu se projednával ještě jeden skutek z března loňského roku. Když byl obžalovaný na montáži v Přerově, napadl loni koncem března na tamním náměstí TGM v podnapilém stavu muže. Pěstmi ho několikrát udeřil do obličeje až mu zlomil čelist. Za tento čin obžalován z těžkého ublížení na zdraví a výtržnictví.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Způsobí zákaz genetického inženýrství u divoké zvěře problémy v ochraně přírody?

Některé ochranářské skupiny volají po účinném zákazu genetické modifikace, ale jiné tvrdí, že tyto technologie jsou klíčové pro zachování biodiverzity

Měli bychom geneticky modifikovat divoké lvy? Samozřejmě že ne, může být vaše okamžitá odpověď. Ale co když by lvi byli vyhubeni devastující nemocí zavlečenou lidmi? Co když by genetická změna byla malou úpravou, která by je učinila imunními vůči této nemoci, podobně jako by se to mohlo přirozeně vyvinout, pokud by bylo dostatek času a mrtvých lvů?

Tyto druhy otázek rozdělují ochranáře a situace se blíží k vyvrcholení. V nadcházejícím týdnu, na setkání Mezinárodní unie pro ochranu přírody (IUCN) – přední světové ochranářské organizace – budou delegáti hlasovat o návrhu, který by „pozastavil“ jakoukoli formu genetického inženýrství divoké zvěře, včetně zavádění modifikovaných mikrobů.

„Nemám tušení, jak hlasování dopadne,“ říká Piero Genovesi z Institutu pro ochranu životního prostředí a výzkum v Itálii, který pomohl sepsat otevřený dopis proti navrhovanému usnesení.

Moratorium IUCN na syntetickou biologii by nemělo právní sílu, ale mohlo by mít dalekosáhlé dopady. Například mnoho ochranářských organizací by mohlo přestat financovat práci zahrnující genetické inženýrství a některé země by mohly takový zákaz začlenit do národních zákonů.

„Moratorium by bylo jistě problematické na mnoha úrovních,“ říká Ben Novak z Revive & Restore, neziskové organizace v USA, která se snaží využívat biotechnologie k záchraně ohrožených a vyhynulých druhů.

Proč se to děje právě teď? Jedním slovem, CRISPR. V roce 2014 bylo prokázáno, že technologie úpravy genů CRISPR může být použita k vytvoření genových pohonů – v podstatě kusu DNA, který se přenáší na všechny potomky, namísto obvyklé poloviny. To znamená, že genový pohon se může šířit, i když je škodlivý, a teoreticky by mohl být použit k vyhubení invazivních druhů. Genové pohony by také mohly být použity k šíření prospěšných vlastností, jako je odolnost vůči nemocem.

Na konferenci na Havaji v roce 2016 se hovořilo o použití genových pohonů k odstranění invazivních komárů, kteří vyhubili polovinu původních druhů ptáků na Havaji, říká Genovesi. Někteří ochranáři byli nadšení; jiní byli zděšeni.

To vyvolalo události vedoucí k navrhovanému moratoriu. „Genové pohony jsou některými silně prosazovány jako všelék na řešení nejrůznějších environmentálních problémů,“ říká Ricarda Steinbrecher z EcoNexus, výzkumné organizace, která je mezi těmi, kdo podporují moratorium.

Ale široká formulace navrhovaného usnesení se vztahuje na mnohem více než jen na genové pohony. Například by vyloučila většinu snah o de-extinkci a mohla by být také vnímána jako zákaz živých vakcín.

Steinbrecher říká, že moratorium je pauza, nikoli trvalý blok, a že by mohlo být další hlasování o jeho ukončení „až budeme mít více dat“. Ale někteří z těch, kdo podporují zákaz, jsou kampaně proti jakémukoli genetickému inženýrství, takže je těžké si představit, co by změnilo jejich názor. „Obávám se, že by to mohl být velmi dlouhý zákaz,“ říká Genovesi.

Vezměte si myšlenku použití úpravy genů k tomu, aby divoká zvířata byla odolná vůči nemocem. Steinbrecher říká, že úprava genů by mohla mít neúmyslné vedlejší účinky. Ale důkazy, které máme, naznačují, že rizika jsou nízká – což je důvod, proč se již konzumuje několik potravin upravených geny, a proč bylo loni schváleno první ošetření CRISPR pro lidi.

Stejné úvahy o přínosech a rizicích platí i pro ochranu přírody. Je opravdu lepší stát stranou a sledovat, jak korálové útesy mizí kvůli globálnímu oteplování, než například uvolnit geneticky upravené algální symbionty, které dávají korálům větší odolnost vůči teplu?

Klíčovým problémem je škálovatelnost, říká Novak. Potápěči přesazující korály ručně nikdy nebudou schopni zachránit útesy. „Tady jsou nástroje syntetické biologie nezbytné,“ říká. „Celkové cíle obnovy 30 procent země přírodě, záchrany druhů atd. nebudou dosažitelné bez syntetické biologie.“

Nakonec jde o soupeřící vize přírody. Někteří vidí přírodu jako nedotčenou a posvátnou a jsou zděšeni myšlenkou jakéhokoli genetického zasahování. Ale lidé přetvářejí přírodu od té doby, co jsme vyhubili většinu megafauny. Již neúmyslně geneticky zasahujeme tím, že uvalujeme všemožné selekční tlaky.

Lov, znečištění, pesticidy, invazivní druhy a zavlečené nemoci nutí mnoho rostlin a zvířat měnit se, aby přežily. Například některé populace slonů jsou téměř bez klů.

Samozřejmě to neznamená, že více zasahování věci zlepší. Opravdu existují vážná rizika spojená s uvolněním genových pohonů – například genové pohony navržené k vyhubení invazivních druhů by se mohly rozšířit do původního areálu cílového druhu.

Ale vědci si jsou velmi vědomi rizik. A existují způsoby, jak je snížit, například tím, že se genové pohony učiní samolimitujícími, aby se nemohly šířit neomezeně.

„Čelíme dramatické krizi biodiverzity,“ říká Genovesi. „Neměli bychom zavírat dveře novým nástrojům, které by nám mohly pomoci bojovat s některými hlavními hrozbami.“

Zdroj: New Scientist
zpět

Jak rychle stárnete, může být řízeno šéfem oprav DNA ve vašich buňkách

Když klíčový proteinový regulátor snižuje výkonnost mechanismů opravy DNA, naše buňky akumulují více mutací, což může způsobit, že stárneme rychleji

Shluk proteinů se zdá být zodpovědný za úroveň opravy DNA, která probíhá v našich tělech, určující, jak rychle se mutace akumulují v našich buňkách během života – a může tak ovlivnit naši rychlost stárnutí a naši délku života.

„Je to velmi spolehlivý předpovědník vaší délky života, jak u lidí, tak u jiných zvířat,“ říká Trey Ideker z University of California, San Diego. Jeho tým doufá, že najde léky, které prodlouží životnost zlepšením úrovně oprav DNA.

Jiní vědci říkají, že důkazy o tom, že tento proteinový komplex – skupina dvou nebo více proteinů, které fyzicky interagují za účelem provedení specifické biologické funkce – ovlivňuje míru mutací, jsou přesvědčivé, ale že je třeba více práce k potvrzení propojení se stárnutím a dlouhověkostí.

Pokud jde o to, proč stárneme, jedním vysvětlením je, že je to důsledek hromadění mutací v DNA buněk. Jak se tyto mutace akumulují, více a více buněčných mechanismů se stává problémovými, což vede k řetězovým selháním.

Buňky mají ekvivalent opravářských týmů, které vycházejí a opravují poškozenou DNA, ale ne vždy jich je dost – to znamená, že úroveň opravy DNA se liší, což je pravděpodobně většinou způsobeno genetikou.

Nyní tým Idekera sestavil několik linií důkazů, které naznačují, že proteinový komplex nazývaný DREAM je hlavním regulátorem, který určuje tuto úroveň oprav – jakýsi šéf pro opravářské týmy. Každý komplex – který může existovat v mnoha identických kopiích v každé buňce – je tvořen spojením několika různých proteinů, přičemž zkratka DREAM odkazuje na názvy komponent.

DREAM byl původně považován za kontrolora buněčného dělení, ale ukazuje se, že také vypíná stovky genů zapojených do opravy DNA, včetně genu BRCA2, který zvyšuje riziko rakoviny prsu, když je mutován.

Tým Idekera nejprve vyvinul měřítko aktivity DREAM tím, že se podíval na více než 300 genů, které kontroluje, přičemž nižší aktivita genů znamená vyšší aktivitu DREAM. „Co se tato studie snaží ukázat bez jakékoliv pochybnosti, je, že vysoká aktivita DREAM je špatná pro stárnutí a dlouhověkost, a nízká aktivita DREAM je dobrá pro dlouhověkost,“ říká.

Pomocí dat ze studií jiných skupin více než 100 000 myších buněk z různých tkání pak vědci ukázali, že buňky s vyšší aktivitou DREAM mají více mutací. Dále analyzovali data z 92 druhů savců, nacházející silné spojení mezi nízkou aktivitou DREAM a delší maximální délkou života.

V další části svého experimentu vědci analyzovali data ze studií buněk 90 lidí, včetně 80 s Alzheimerovou chorobou, nacházející spojení mezi aktivitou DREAM a rizikem této choroby.

Také geneticky upravili myši, aby postrádaly DREAM. To bylo velmi obtížné – nejenže má každý komponentní protein svou vlastní roli, DREAM jako celek má důležitou funkci v buněčném dělení v raném vývoji, což znamená, že myši, které ho postrádají, nepřežijí.

Aby to obešli, tým vyřadil DREAM, když bylo myším 8 týdnů, pomocí genetického systému spuštěného lékem. Myši bez DREAM měly méně mutací než nemodifikované myši po smrti stářím – například měly o 20 procent méně delecí a insercí ve svých mozkových buňkách. Myši bez DREAM nežily déle, ale Ideker říká, že to souvisí se způsobem, jakým byly modifikovány. „Neukazuje to žádné významné prodloužení dlouhověkosti, ale experimentální design byl prostě špatný, aby to zkoumal,“ říká. „Nyní musíme experiment provést správně, abychom to mohli spojit s prodloužením délky života.“

Přesto Ideker věří, že kombinované důkazy ukazují na jasný obraz. „Co naše výsledky ukazují, je, že DREAM je klíčovým hráčem ve stárnutí a jistě v akumulaci celoživotní mutace,“ říká.

„To jsou nové a důležité nálezy,“ říká Jo ã o Pedro de Magalhães z University of Birmingham ve Velké Británii. „Jejich data z myší ukazují příčinnou souvislost mezi DREAM a úrovněmi mutací.“ Ale vědci neprokázali příčinnou souvislost se stárnutím, říká. „Aby to udělali, museli by ukázat, že myši s nižšími úrovněmi mutací žijí déle, což zatím nikdo neudělal.“

To je důvod, proč myšlenka, že akumulace mutací je klíčovým faktorem ve stárnutí, zůstává k prokázání. Zastánci této myšlenky, jako je Ideker, poukazují na stavy jako progerie, kde lidé stárnou předčasně, zahrnující nedostatek opravy DNA. Jiní, včetně de Magalhãese, poukazují na nedostatek důkazů, že akumulace mutací je faktorem v normálním stárnutí, kromě zvýšení rizika rakoviny.

I když komplex DREAM hraje příčinnou roli ve stárnutí, jeho více funkcí ztíží vývoj léčby. „Může se stát, že úplná ztráta funkce DREAM, jako jsme to udělali my, je příliš extrémní,“ říká člen týmu Zane Koch, také z UCSD. „Částečná inhibice DREAM může být zlatou střední cestou, kde lze vidět prodloužení délky života.“

Zdroj: New Scientist
zpět

Ztracený národ z Kolumbie: DNA analýza odhalila dávnou lidskou linii, která beze stopy zmizela

Kolumbijští vědci při analýze prastarých kosterních pozůstatků z oblasti Altiplano nedaleko Bogoty objevili genetickou stopu dosud neznámé lidské populace. Tento výzkum ukazuje, jak spletitý a mnohovrstevnatý byl příběh lidských migrací na jihoamerickém kontinentu.

DNA byla extrahována ze zubů a kostí 21 jedinců, které pokrývají období od 6000 let před současností až po poslední staletí před příchodem Evropanů. Mezi nimi se nacházelo sedm jedinců, jejichž genetický profil se nepodobá žádné známé populaci ani v Americe, ani jinde na světě.

„Představují dosud nepopsanou genetickou linii, jde o zcela novou větev,“ vysvětlila koncem srpna podle agentury Reuters Dr. Andrea Casasová z Genetického institutu Národní univerzity v Kolumbii.

Tito lidé, označovaní podle naleziště Checua, tak představují zcela izolovanou linii, která později vymizela.

Samotné lidské pozůstatky použité pro aktuální analýzu pocházejí z různých starších výzkumů.

Stravování ovlivněné sopečnou činností?

Kupříkladu analýza zachovalé lebky ukázala na neobvyklý tvar a specifické zdravotní problémy. Zuby nesly podle studie v odborném časopise Science Advances stopy abscesů a infekcí, což se liší od zubního kazu typického pro pozdější obyvatele regionu.

Vědci se domnívají, že strava této populace mohla být ovlivněna sopečnou činností. Pokud byla nadzemní vegetace zničena, lidé se museli spoléhat na podzemní hlízy, například brambory.

Přibližně před dvěma tisíci lety došlo k dramatické proměně. Genetické stopy Checua zcela mizí a region obsazuje nová populace. Tito lidé s sebou přinesli nejen nové genetické znaky, ale také odlišné technologie – keramiku a propracovanější zemědělské postupy.

„Úplná genetická výměna je v Jižní Americe mimořádně vzácná,“ zdůraznila Kim-Louise Kretteková ze Senckenbergova centra pro lidskou evoluci a paleoenvironment v Německu.

If you like DNA stories, this will be a fun read for you! Scientists In Colombia Sound The Alarm In Bogotá: Unknown Human Lineage Detected https://t.co/TtpLlc4adq

Podle odborníků je důležité odlišovat genetickou příbuznost od kulturní identity. Genetická data jsou jen částí příběhu, nesmějí se zaměňovat s kulturní identitou živých komunit. Výzkumníci proto spolupracovali s představiteli současných komunit Muisca, aby výsledky interpretovali citlivě a s ohledem na historické dědictví regionu.

Objev ukazuje, že osídlení Ameriky nebylo lineárním procesem, ale složitou mozaikou různých vln migrací, které se někdy propojily, jindy zanikly beze stopy. Populace Checua představuje fascinující „větev rodokmenu“, která se kdysi oddělila, ale nezanechala pokračovatele.

„Je to připomínka toho, že lidská historie je mnohem složitější, než si dokážeme představit,“ shrnula Kretteková.

Podobné objevy ukazují sílu moderní vědy: díky metodám sekvenování DNA dokážeme nahlédnout do kapitol lidského příběhu, které by jinak byly navždy zapomenuty. Každá taková studie posouvá hranice našeho poznání, pomáhá chápat pestrost a složitost lidské evoluce a připomíná, že současné populace jsou jen jedním z výsledků dlouhého a spletitého procesu, v němž mnohé linie zanikly.

Analýza DNA

Analýza DNA je specializovaná archeologická metoda, která umožňuje odhalit fyziologické charakteristiky zkoumaných jedinců, jako je jejich pohlaví, věk v době úmrtí či přítomnost specifických onemocnění. Využívá přitom genetický materiál – DNA –, jenž je uložený jak v jádře buněk (jaderná DNA), tak v mitochondriích (mitochondriální DNA).

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Genetická analýza změnila tradiční pohled na starověké obyvatele Středomoří

Oblast Středozemního moře je často považována za kolébku evropské civilizace. Kromě antických Řeků a Římanů k jejímu formování výrazně přispěli též Féničané. Nejnovější studie založená na analýze starověké DNA odhalila, že fénické populace žijící ve středním a západním Středomoří měly jen minimální genetický příspěvek levantských Féničanů, ačkoli sdílely jejich kulturu. Obyvatelstvo bylo mnohem více kosmopolitní, než se předpokládalo.

Féničané byli vyspělou starověkou civilizací, která vynikala vzdělaností i obchodními schopnostmi.

Počátkem 1. tisíciletí př. n. l. si féničtí obchodníci postupně podmanili střední i západní Středomoří a založili zde množství osad.

Jednou z nich bylo roku 814 př. n. l. i slavné Kartágo. To se brzy stalo námořní i obchodní velmocí, která konkurovala samotnému Římu. Výsledkem jejich soupeření o moc a vliv byl konflikt známý jako punské války.

Nicméně v době, kdy se Kartágo stalo významnou mocností, neměli jeho obyvatelé již téměř žádnou genetickou spojitost s levantskými Féničany, kteří jej založili, konstatuje studie zveřejněná v dubnu v časopise Nature.

Analýza genomů z různých archeologických nalezišť

„Zjistili jsme překvapivě malý přímý genetický přínos Féničanů z oblasti Levanty pro punské populace v západním a středním Středomoří,“ uvedl pro online zpravodajský portál Phys.org Harald Ringbauer z německého institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii v Lipsku, který je jedním z autorů studie.

Mezinárodní tým vědců detailně analyzoval genomy z lidských ostatků, které pocházely ze 14 fénických a punských archeologických nalezišť na Pyrenejském poloostrově, Sicílii, Sardinii, Ibize, v Levantě a severní Africe, včetně samotného Kartága.

Z časového hlediska se jednalo o ostatky z doby od 6. do 2. století př. n. l., zahrnovaly tak i rok 146 př. n. l., kdy bylo Kartágo na konci třetí punské války zničeno.

Naopak starší ostatky nebylo možné získat, neboť jak informuje web Science, většina Féničanů, kteří zemřeli během prvních staletí expanze, byla zpopelněna, čímž byla zničena jejich DNA.

A paper in @Nature suggests that the people of Carthage were not closely related to those from the founding Phoenician culture. The findings shed light on the forces that shaped the origins of the Carthaginians and the acquisition of their culture. https://t.co/yRQrNvN6QK pic.twitter.com/V70KyB8H9w

Genetická různorodost obyvatel punského světa

Nová studie každopádně odhalila, že Punové ze středního a západního Středomoří byli geneticky velmi pestrou skupinou.

Toto odhalení je velmi nečekané, protože obyvatelé zdejších punských osad si po staletí udržovali silné kulturní vazby na své levantské kořeny, včetně jazyka, písma či náboženství.

„Genetický profil punského světa byl mimořádně heterogenní, přičemž největším genetickým zdrojem byli lidé podobní současným obyvatelům Sicílie, Řecka a ostrovů v Egejském moři. Mnoho jedinců mělo též původ spojený se severní Afrikou,“ dodal David Reich, profesor genetiky a evoluční biologie člověka na Harvardově univerzitě, který se na studii též podílel.

Kosmopolitní společnost

Kdy a proč k tomuto genetickému posunu došlo, není zcela jasné. Vědci nicméně předpokládají, že jedním z důvodů bylo míšení levantských Féničanů s místními populacemi. Vliv na změnu genetického profilu měla i mobilita v rámci punské říše.

Pomocí analýzy genomů se totiž v rámci studie podařilo identifikovat několik vzdálených příbuzných včetně dvou jedinců, kteří byli bratranci druhého nebo třetího stupně. Zatímco ostatky jednoho byly nalezeny v Birgi na Sicílii, ostatky druhého v Kerkouane v Tunisku.

„Toto zjištění naznačuje, že velkou roli ve starověké středomořské společnosti hrály též rozmanité demografické procesy, díky kterým se obyvatelstvo mísilo i na překvapivě velké geografické vzdálenosti,“ doplnil Ilan Gronau, profesor informatiky na Reichmanově univerzitě v izraelské Herzliji, který je dalším autorem studie.

Nesoulad genetiky s kulturní kontinuitou

Aktuálně publikovaná studie tak narušila všeobecně rozšířené přesvědčení, že pokud je nějaká civilizace či kultura úspěšná, její nositelé budou též úspěšně šířit své geny.

V oblasti centrálního a západního Středomoří se naopak zdá, že fénická kultura se zde šířila spíše prostřednictvím kulturního přenosu a asimilace, neboť v punských lokalitách žili lidé s velmi rozdílnými genetickými profily předků.

V neposlední řadě nová studie pomohla poodhalit sílu, kterou v sobě analýza starověké DNA skrývá. Mohla by lidstvu pomoci lépe pochopit původ či mobilitu civilizací, o kterých nemáme dostatek přímých historických záznamů.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Superlidé existují: Vzácná genetická mutace dává některým lidem fenomenální výhodu

Věda říká, že někteří lidé by mohli prospívat jen se čtyřmi hodinami spánku, cítit se zcela odpočatí a připraveni k akci.

Většina lidí obvykle spí sedm až devět hodin každou noc. Nyní věda říká, že někteří lidé by mohli prospívat jen se čtyřmi hodinami spánku, cítit se zcela odpočatí a připraveni k akci.

Zní to jako supermoc, a pro pár šťastlivců je to genetická realita.

Výzkumníci se již dlouho zajímají o lidi, kteří přirozeně spí krátké období.

Nedávná studie nyní odhalila jeden z genetických faktorů, který k této schopnosti přispívá.

Kalifornská univerzita v San Franciscu identifikovala specifickou genovou mutaci nazvanou SIK3-N783Y.

„Mutace v salt-induced kinase 3 (hSIK3-N783Y) byla identifikována u lidského subjektu vykazujícího přirozenou vlastnost krátkého spánku. Myší model nesoucí tuto homologní mutaci ukazuje zkrácenou dobu spánku, což potvrzuje příčinnost mutace k vlastnosti spánku,“ napsal tým ve studijním dokumentu.

Genetická mutace u myší

Aby zjistili, co tato genová mutace dělá, použili výzkumníci myši. Vytvořili myši, které měly stejnou mutaci SIK3-N783Y.

Výsledek byl zajímavý: podobně jako u člověka s mutací, modifikované myši spaly výrazně méně ve srovnání s normálními myšmi.

Spaly asi o 31 minut méně každý den. I po období spánkové deprivace se tyto super-spáči myši zotavily s ještě menším spánkem, asi o 54 minut méně.

Live Science uvedl, že myši obvykle spí asi 12 hodin denně, což je mnohem více než lidé.

Skeny mozku myší ukázaly, že proteiny z mutovaného genu byly aktivní na spojích mezi mozkovými buňkami (synapsemi). Protože SIK3 produkuje kinázový protein, který signalizuje ostatním proteinům, toto signalizování pravděpodobně ovlivňuje, kolik spánku potřebujeme.

Tento objev přidává další dílek do skládačky genetiky spánku. Dříve vědci identifikovali čtyři další geny spojené s kratšími spánkovými vzory. Tento nový nález zvyšuje celkový počet na pět.

Důsledky méně spánku

Nedostatek spánku může vést k negativním důsledkům, jako je pomalost, zapomnětlivost a zvýšené srdeční problémy.

Zatímco většina dospělých potřebuje sedm až devět hodin spánku, přirození krátcí spáči fungují dobře jen s čtyřmi až šesti hodinami a dokonce se „cítí hůře“ při delším spánku.

Ale proč není méně spánku pro tyto jedince škodlivé?

Spoluautorka studie, Dr. Ying-Hui Fu, naznačuje, že jejich těla mohou být jednoduše efektivnější v obnovovacích procesech, které se dějí během spánku.

Zatímco odpočíváme, naše těla tvrdě pracují na provádění životně důležitých procesů, jako je detoxikace a oprava jakéhokoli poškození.

„Tito lidé [přirození krátcí spáči], všechny tyto funkce, které naše těla dělají, zatímco spíme, mohou prostě vykonávat na vyšší úrovni než my,“ řekla Fu pro Nature.

Pro nás ostatní, kteří potřebujeme našich pevných osm hodin, může pochopení genetiky přirozených krátkých spáčů mít významné důsledky.

Vědci doufají, že rozluštěním těchto genetických mechanismů mohou vyvinout lepší léčby pro miliony lidí, kteří bojují s poruchami spánku.

„Tyto nálezy posouvají naše chápání genetických základů spánku, zdůrazňují širší důsledky aktivity kinázy v regulaci spánku napříč druhy a poskytují další podporu pro potenciální terapeutické strategie ke zvýšení efektivity spánku,“ poznamenal tým.

Nálezy byly publikovány v časopise PNAS.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Objev českých vědců. Speciální proces je společným jmenovatelem více než 20 typů nádorů

Čeští vědci mají na svém kontě další přelomový objev. Zjistili, že horizontální mitochondriální transfer (HMT) je společným jmenovatelem více než dvaceti typů nádorových onemocnění. Výsledky jejich bádání o tomto procesu mohou přispět k vývoji nových přístupů v protirakovinné léčbě.

HMT je proces, při němž se přesouvají mitochondrie mezi buňkami – většinou s nějakým dopadem pro buňku, která mitochondrie získá, a někdy i pro tu, jež je ztrácí. Mitochondrie vykonávají funkci buněčné elektrárny, jelikož v nich probíhají důležité biochemické pochody.

Studie z nejnovějšího výzkumu týmu z Biotechnologického ústavu AV ČR popisuje, že HMT je nedílnou součástí nádorového onemocnění. Nádorové buňky ho využívají proto, aby získaly mitochondrie z okolního prostředí, čímž posílí jejich agresivní vlastnosti a zároveň oslabí imunitu organismu.

Tento mechanismus je natolik zásadní, že se jeví jako univerzální znak více než dvaceti typů nádorových onemocnění – jak sdělili odborníci Novinkám, jedná se např. o nádor prsu, melanom či glioblastom (nádor mozku).

„Nedávný výzkum prokázal, že horizontální přenos mitochondrií je pro řadu nádorů společný a je pro jejich tvorbu velmi důležitý. To, že se jedná o univerzální mechanismus, ukazuje na jeho zásadní roli v biologii nádorových onemocnění a otevírá cestu k novým terapeutickým strategiím,“ uvedl vedoucí vědeckého týmu z Biotechnologického ústavu AV ČR Jiří Neužil.

Studii, která shrnuje nejnovější poznatky o horizontálním mitochondriálním transferu v biologii nádorových onemocnění a jejich klinické relevanci, zveřejnil jeden z nejvýznamnějších vědeckých časopisů Cancer Cell.

Buňky umějí „ukradené“ mitochondrie získat zpět

Jedním z nejzajímavějších aspektů HMT je jeho role při vzájemném působení nádorových buněk a imunitního systému. Nedávné studie ukazují, že nádorové buňky získávají mitochondrie nejen ze stromálních buněk, tedy podpůrných pojivových složek, například tkání, ale i z cytotoxických T-lymfocytů, čímž je oslabují a zbavují jejich protirakovinné aktivity.

Překvapivé je podle odborníků i opačné zjištění. Vyčerpané T-buňky mohou mitochondrie znovu získat a obnovit svou funkci, což ukazuje na dynamický boj mezi nádorem a imunitním systémem.

Obrázek ukazuje přenos mitochondrií mezi buňkami nádorovými a buňkami nádorového mikroprostředí. A - Pevné nádory s výjimkou nádoru nervové soustavy. B - Nádory nervové soustavy. C - Hematologické nádory

„Nádor se snaží oslabit imunitní systém, aby pronikl do normální tkáně, přičemž imunitní systém má ještě další možnosti, jak průniku nádorových buněk zabránit. A toto se odehrává v reálných systémech na základě HMT a pomocí mitochondriálních přesunů za použití mezibuněčného systému nanotunýlků,“ přiblížil Neužil.

Výsledky studie podle něj otevírají nové možnosti pro pochopení toho, jak nádory unikají imunitnímu dohledu, a mohou proto přispět k vývoji inovativních přístupů v protirakovinné léčbě.

Článek navazuje na průlomovou studii publikovanou před deseti lety týmy Neužila a Mika Berridge z Malaghan Institute of Medical Research na Novém Zélandu. Popisuje mj., že se výzkum HMT rozvíjí nevídaným tempem, což umožnil pokrok v metodologiích, jako je tzv. prostorová transkriptomika a proteomika s vysokým rozlišením na úrovni jedné buňky.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Američan neprávem strávil 30 let ve vězení, na svobodu ho dostaly testy DNA

Gordon Cordeiro z americké Havaje byl v roce 1994 odsouzen za vraždu, kterou po celou dobu popíral. Ve světle nových důkazů se však před pár dny dostal na svobodu. Bez prodlení zamířil k hrobu své matky a na pořádný steak.

V roce 1994 došlo na havajském ostrově Maui k vraždě Timothyho Blaisdella, který byl zapleten do obchodu s drogami. Obvinění padlo na Gordona Cordeira, jenž za to byl následně odsouzen na doživotí bez možnosti podmínečného propuštění. Před pár dny se však na svobodu přece jen dostal.

Soudkyně Kirstin Hammanová totiž oznámila, že se v Blaisdellově případu objevily nové důkazy, a to včetně rozborů DNA, které ukazují na to, že Gordon byl skutečně obviněn křivě, jak sám celou dobu tvrdil. Hlavní prokurátor okresu Maui s tím sice nesouhlasí a bude podle svých slov požadovat přehodnocení tohoto rozhodnutí, ale na Gordonově propuštění to nic nemění.

„Díkybohu za DNA, ta technologie je úžasná,“ nechal se Gordon Cordeiro slyšet nedlouho poté, co opustil věznici. I když jsou to právě moderní technologie, které mu asi ještě nějakou dobu budou dělat jisté potíže.

Gordon Cordeiro

„Všichni se dnes dívají do telefonů,“ překvapilo jej po třiceti letech strávených za mřížemi. A zatím to pro něj moc není. „Pořád to pípá, chodí mi různé zprávy a je to zkrátka jiné,“ citoval jej web Fox News s poukazem na skutečnost, že v době, kdy šel Gordon do vězení, neměl ani starý tlačítkový mobilní telefon a používal pouze pager.

Velmi se za tu dobu změnil i ostrov Maui, když Gordon zmínil například město Lahaina na západním pobřeží, které v roce 2023 zdevastoval ničivý požár, přičemž není jisté kdy, a zda vůbec, se z něj podaří znovu vybudovat místo, kde by lidé chtěli žít.

Ihned po propuštění z vězení Gordon zamířil k hrobu své matky, která ve věku 49 let, zhruba měsíc před jeho zatčením, zemřela na tzv. Lou Gehrigovu chorobu (amyotrofická laterální skleróza).

Poté si dal k večeři steak v domě svého otce, kam dorazili i ostatní členové rodiny. A druhý den navštívil i hroby dalších příbuzných a vyrazil také na nákupy do místního supermarketu.

Do budoucna hledí s optimismem, nějaké konkrétnější plány zatím samozřejmě ještě nemá. Pro začátek chce opravovat auta a pomáhat otci s pracemi kolem domu.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Lebka z Koněpruských jeskyní mění pohled na pravěkou kolonizaci Evropy

Žena žijící před 45 tisíci lety ve středních Čechách patřila k dávno ztracené větvi lidského vývojového stromu

Nestává se často, aby o nálezu z Koněpruských jeskyní psali v The New York Times. Navíc když jde o pravěkou lebku nalezenou už začátkem padesátých let minulého století – krátce poté, co byly jeskyně při těžbě vápence objeveny. Analýzy publikované koncem minulého roku, které americký deník zaujaly, však znovu potvrdily její význam a ukázaly, jak spolu s příbuznými nálezy z Německa mění náš pohled na osídlení Evropy anatomicky moderním člověkem. Ukázalo se, že v Evropě kdysi žila populace lidí, kterou vědci označili za „dávno ztracenou větev lidského vývojového stromu“. Měla velmi blízko k předkům téměř všeho současného lidstva, kteří se mísili s neandertálci – ovšem jindy a jinak dlouho, než jsme se dosud domnívali.

Zapomenutý nález

Anatomicky moderní člověk Homo sapiens se vyvinul v Africe v minulosti vzdálené asi 300 tisíc let. V době, o níž vyprávíme, tedy před zhruba 45 tisíci lety, se s ním setkáváme už i ve střední Evropě. Chladnou tundrou doby ledové se tu toulala nepočetná skupina lovců a sběračů. Lovili srstnaté nosorožce, mamuty a další velká zvířata, oblékali se do zvířecích kožešin. Téměř jistě měli tmavou pleť. Jejich předkové přišli nedlouho předtím patrně z Blízkého východu. Před nimi ležel drsný kontinent řídce osídlený příbuzným druhem člověka – neandertálci, jejichž předchůdci se do Evropy a západní Asie začali šířit již před více než půl milionem let.

Dnes víme, že k lidem Homo sapiens žijícím tehdy v Evropě patřil i jedinec, jehož části lebky a několik úlomků kostí se před pětasedmdesáti lety našly v Koněpruských jeskyních. V pravěku lidé jeskyni neobývali a jejich kosti se sem dostaly z povrchu komínem, který se později uzavřel. „Při odstřelu vápence se objevil otvor, kterým vnikli dovnitř střelmistři a v čepici přinesli vrchní díl lidské lebky. To byl počátek,“ vypráví antropolog z Přírodovědecké fakulty UK Jaroslav Brůžek. Tehdejší vědci v čele se známým antropologem Emanuelem Vlčkem určili nález jako tělesné pozůstatky ženy, která žila před více než 30 tisíci lety. Tak stará lebka anatomicky moderního člověka pocházející z Evropy by byla velmi zajímavá.

Jenže určení stáří radiouhlíkovou metodou přineslo v roce 2002 zklamání: ne zcela kompletní lebka je pouze 15 tisíc let stará. Zájem ochladl a lebka nazvaná Zlatý kůň podle návrší nedaleko Koněprus bez větší pozornosti dál spočívala v depozitářích Národního muzea. Mýlil se tedy zkušený antropolog Vlček a jeho kolegové? „Pořád mi to vrtalo hlavou,“ vzpomíná Brůžek, který část profesionální dráhy strávil na Univerzitě v Bordeaux, kde zkoumal vývoj člověka. Představa, že v Praze máme možná nesprávně datovanou, vrcholně zajímavou lebku, mu nedávala spát.

Zhruba v roce 2018 tak poslal svoji doktorandku Rebeku Rmoutilovou, aby ve spolupráci s francouzskými kolegy virtuálně rekonstruovala chybějící části lebky. A ukázalo se, že rekonstruovaná lebka se morfologicky skutečně podobá pozůstatkům lidí, kteří v Evropě žili před posledním velkým zaledněním, mohutným závěrečným úderem doby ledové, který začal asi před 22 tisíci let. „Zkušenosti našich učitelů se potvrdily. S kolegou Petrem Velemínským z Národního muzea jsme se pak obrátili na genetiky z Ústavu Maxe Plancka pro evoluční antropologii, aby datování lebky ověřili pomocí genetických analýz. A brzy vybuchla bomba.“

Tou vědeckou explozí bylo podstatně větší stáří lebky – radiometrické datování se později u tohoto nálezu ukázalo jako nespolehlivé a nepoužitelné. Dnes víme, že žena ze Zlatého koně žila nejméně před 45 tisíci let, a fosilie tak představuje vůbec nejstarší lebku evropského Homo sapiens, u níž se podařilo prozkoumat DNA. Překvapením ale nebyl konec.

Poté, co Homo sapiens vykročil za hranice Afriky, začal se mísit s jinými druhy člověka, především s neandertálci. Nové genetické analýzy lebky ze Zlatého koně a příbuzných nálezů kostí pravěkého člověka z německé lokality Ranis, jež byly zveřejněny koncem loňského roku v časopise Nature, ukazují nicméně, že k mísení došlo později, než se vědci dosud domnívali – v překvapivě krátkém období před 49–45 tisíci let. Podobný výsledek měl i další výzkum publikovaný v časopise Science, který odlišnými cestami došel k prakticky stejnému výsledku; podle dřívějších odhadů přitom mísení obou druhů člověka mělo probíhat v dobách starších než 60 tisíc let.

Dále se ukázalo, že žena ze Zlatého koně i jedinci nalezení v Německu – podle druhu kamenných nástrojů, které zřejmě používali, se označují zkratkou LRJ (lincombe-ranis-jerzmanowická kultura) – nesli ve své dědičné výbavě stejný „otisk“ neandertálské DNA, jaký mají všichni současní lidé s výjimkou některých Afričanů, hlavně prastarých původních populací ze subsaharské Afriky. To je pozoruhodný výsledek: žena ze Zlatého koně i lidé z německého Ranisu museli mít se všemi současnými lidmi společné předky, kteří žili jen pár tisíc let před nimi. Odtud zmíněné označení „ztracená větev lidského vývojového stromu“.

Nový Respekt:

Když k tomu přičteme relativní krátkost doby, po kterou mísení s neandertálci probíhalo, začne se rýsovat nejpravděpodobnější vysvětlení: Homo sapiens se s neandertálci potkal těsně za branami Afriky – pravděpodobně na Blízkém východě nebo v Malé Asii. Pár tisíc let se tu s těmito robustními lidmi se světlejší kůží a trochu jiným tvarem lebky, kteří mu možná nepřipadali až tak odlišní, bez problémů mísil. Odtud se pak (nejen) do Evropy začala šířit skupina jedinců patřící k zakladatelské mateřské populaci současného lidstva.

A jejími potomky v Evropě se jako boční vývojová větev stali lidé LRJ. Zajímavé je, že sami už s neandertálci pletky neměli. Z délky úseků neandertálské DNA v jejich dědičné výbavě plyne, že se jejich předkové už po řadu generací s neandertálci dál nemísili. Snad proto, že příchod do Evropy znamenal vstup na řídce osídlený kontinent, kde se různé druhy člověka moc nestřetávaly.

„Je to možné vysvětlení, ale zároveň jistá záhada,“ říká Kay Prüfer, archeogenetik ze zmíněného Ústavu Maxe Plancka a spoluautor článku v Nature. „Lidé, kteří přišli do Evropy později, se totiž s neandertálci zase začali mísit.“ Tito pozdější příchozí však měli jiný otisk neandertálské DNA v genech, než máme my, a stojí tedy stranou linie, jež vedla od „zakladatelské populace“ k současným Neafričanům.

„Covidový“ dárek od neandertálců

Celá věc je komplikovanější v tom, že „zakladatelé“ téměř jistě nebyli první anatomicky moderní lidé, kteří se vydali za hranice Afriky a Blízkého východu. Do Austrálie dorazil moderní člověk zřejmě již před 65 tisíci lety. Z Číny je známa lidská lebka Homo sapiens, o níž tamní archeologové tvrdí, že je stará 100 tisíc let. I v Evropě máme nález zubů moderního člověka z jeskyně Mandrin ve Francii, který může být starší než 50 tisíc let. Z žádných tak starých kostí se však zatím nepodařilo získat kvalitní DNA k analýzám. O možném mísení těchto lidí s jinými druhy člověka – a genetické příbuznosti s námi – tedy nevíme nic.

Mísení s neandertálci, kteří v časech „invaze“ Homo sapiens žili v Evropě již statisíce let, zároveň mohlo nově příchozí částečně vybavit proti nástrahám neznámého evropského kontinentu. „Genetické varianty získané od neandertálců mohly náš druh například lépe připravit na nemoci, s nimiž se předtím nikdy nesetkal,“ uvažuje Prüfer a připojuje pozoruhodný poznatek: jeden z úseků DNA, který jsme od neandertálců zdědili, souvisí s horším průběhem covidu. V pravěku covid neexistoval, takže nositelé této varianty zřejmě nebyli vůči ostatním lidem v žádné nevýhodě, ale je to důkaz, že neandertálci naši imunitu skutečně ovlivnili.

Nálezy z německého Ranisu a středočeských Koněprus vzdálených od sebe asi jen 230 kilometrů jsou překvapující ještě v jednom ohledu. Někteří z lidí, jejichž pozůstatky se v německé lokalitě našly, byli, jak ukázala genetika, navzájem příbuzní. „Máme odtud dokonce matku a dceru,“ říká Prüfer. „Ale největší překvapení nastalo, když jsme do výzkumu zahrnuli materiál ze Zlatého koně.“

Žena z Koněprus se totiž ukázala být vzdálenou sestřenicí dvou lidí z Ranisu – nebo s nimi měla společného praprapradědečka či podobně vzdálenou prababičku. Zkrátka šlo rovněž o příbuznou, již od lidí z Ranisu nedělilo více než pět nebo šest generací. Plyne z toho, že populace LRJ, k níž všichni tito jedinci patřili, byla nepočetná a její příslušníci se zřejmě toulali Evropou v malých skupinách.

Prüfer odhaduje celkovou velikost populace LRJ na pouhých několik set lidí. „Když byste náhodně zastavil dva kolemjdoucí uprostřed New Yorku, jak velká je šance, že budou příbuzní? Prakticky nulová. Skutečně jich nemohlo být mnoho,“ argumentuje německý vědec.

Mohlo by vás zaujmout:

Byla to ale jedna nepočetná populace v hustěji zalidněné Evropě, nebo jediní lidé Homo sapiens na celém kontinentu? „Na tohle bychom moc rádi znali odpověď,“ říká Prüfer. Kamenné nástroje kultury LRJ se našly na území sahajícím od jižní Anglie přes Německo a Česko do Polska. „Je nepravděpodobné, že v tak velkém regionu žilo jen několik set jedinců.“ Přesto patrně nešlo o statisíce lidí, ale spíše tisíce lovců a sběračů toulajících se divokou, chladnou a víceméně prázdnou Evropou.

LRJ lidé – kteří mají s většinou současného lidstva společné předky, onu „zakladatelskou“ populaci mísící se s neandertálci – později vymřeli. Nahradili je geneticky odlišní nositelé kultury zvané aurignacien, po nich lovci mamutů Eduarda Štorcha a další pravěké populace, které do Evropy patrně opět přišly odjinud. Zajímavé je přemýšlet o tom, proč lidé LRJ z postranní linie vyhynuli; nejpozději před asi 40 tisíci let zmizeli z většiny Evropy i neandertálci, což někteří vědci dávají do souvislosti s takzvanou kampánskou explozí, výbuchem sopky nedaleko Neapole, jednou z největších vulkanických katastrof v Evropě.

Je možné, že výbuch, který na několik let výrazně ochladil už tak dost studené klima, mohl těžce dopadnout jak na neandertálce, tak na moderního člověka. Někteří vědci ale namítají, že katastrofa nezasáhla většinu Evropy tak výrazně, aby způsobila vyhynutí celých lidských populací.

Více podrobností o všech těchto dávných událostech mohou prozradit jen další objevy lidských fosilií, hlavně těch, z nichž lze získat archaickou DNA. Ale i pokud se je podaří najít, zůstanou žena ze Zlatého koně, která před námi desetitisíce let skrývala svá tajemství v jeskyni a další desítky roků v depozitáři muzea, i její „němečtí“ příbuzní mimořádným úkazem. „Zlatý kůň je úžasný nález. Jako země můžete být hrdí na to, že něco takového máte,“ uzavírá Kay Prüfer.

Zdroj: RESPEKT
zpět

Místo horoskopu víno vybrané podle vaší DNA. Zábavní genetika zažívá boom

Existuje firma, která se chlubí, že vyrobí víno podle vašeho genetického profilu. Jiná společnost na základě typu vaší DNA vymyslí osobní sestavu pro domácí cvičení. Genetické testy, které tradičně sloužily především výzkumu medicíny, se stále více stávají zdrojem příjmu pro nejrůznější firmy podnikající v oblasti zábavy a životního stylu, všímá si ve svém článku server The Atlantic.

Může za to výrazné zlevnění technologie analýzy DNA z tisíců na stovky dolarů. Jedním z lídrů tohoto rostoucího a v podstatě neregulovaného trhu je firma Helix. Zkoumá vzorky DNA například pro časopis National Geographic, který nabízí, že z pouhé kapky slin za 149,95 dolaru zjistí, odkud pocházeli vaši prapředkové. Helix analyzuje vzorky také pro společnost Vinome, který vyrábí personifikované víno a na základě testu vám ho pošle tři lahve přesně podle vaší chuti – za pouhých 149 dolarů. Firma Helix má samozřejmě klienty také z medicínské sféry, ale na svém webu inzeruje, že její testy jde využít ve všech oblastech – od genealogie přes fitness až po stravování.

Když Helix loni v říjnu své zákazníky představil, většina novinářů si všímala hlavně zmíněné firmy Vinome, což vzhledem k tomu, že se jedná o výrobce vína, není až tak překvapivé. Podle některých odborníků je přitom představa, že podle analýzy DNA zjistíte, jestli má někdo rád chardonnay, naprosto směšná. Ředitel Vinome ale nápad brání: jeho firma prý není žádný obchodník s teplou vodou. Nejdříve se prý svých klientů zeptá na jejich preference při výběru vína. Jejich odpovědi pak srovná s deseti variantami DNA a teprve poté vypočítá chuťový algoritmus.

Experti zabývající se chutí potvrzují, že člověk v sobě opravdu má geny, které umí rozpoznat určité chemické prvky, například hořkost v brokolici, ale výskyt těchto genů nutně neznamená, že nám brokolice chutná. „Na základě vaší DNA dokážu říci, co budete schopen rozpoznat, ale jestli vám to bude chutnat, je jiná otázka,“ říká chuťová analytička Danielle Reed z Monell Chemical Senses Center. Není také úplně zřejmé, v čem test DNA vylepší předtím klientem vypracovaný chuťový dotazník. Potřebujete test DNA, aby vám řekl, že máte rádi brokolici? Vinome každopádně tvrdí, že její algoritmus je přesný a že výsledky hodlá publikovat i v odborných publikacích.

Ale vědci možná jen nepochopili, že vtip je v něčem jiném. Většina z nás stejně nepozná jemné nuance jednoho druhu vína. Pravdu mají znalci, když tvrdí, že požitek z pití drahého vína násobí hlavně příběh, který je za tou či onou lahví: z jaké pochází vinice, jakou má ta vinice historii a jaké rodině patří. Lahve vína vyrobená podle vzorku naší DNA také vypráví příběh, byť jiného druhu.

A majitel firmy Vinome Ronnie Andrews je si toho vědom. „Nabízíme zkušenost. Pití vína po celém světě je o zkušenosti a genetika tu zkušenost prohlubuje.“ Když Vinome lidem říká, že tohle víno je vyrobené přesně podle jejich DNA, mohou si ho užít víc. V psychologii se tomu říká Barnumův efekt podle známého cirkusáka P. T. Barnuma. Když někoho necháte udělat si osobnostní test nebo horoskop, mají tendenci věřit tomu, co se shoduje se skutečností, a zbytek ignorovat. Horoskop se pak zdá neuvěřitelně přesný.

Reportérka zdravotnického serveru STAT Rebecca Robbins zase vyzkoušela pět různých genetických testů, které jí měly vytvořit sestavu cviků na míru přesně podle její DNA (nešlo o testy od firmy Helix – pozn. red.). Každý test ale vyšel jinak a některé si úplně protiřečily. „Když jsem výsledky četla, měla jsem pocit, že se dívám na svůj horoskop. Hledala jsem věci, kterých bych se mohla chytit, které by na mě seděly,“ potvrzuje Robbins.

Zdroj: RESPEKT
zpět

S Avary se žilo po generace v klidu a míru, ukázal unikátní genetický výzkum několika set koster

Avaři byli vždy považováni za nemilosrdné nájezdníky, kteří si ve střední Evropě od 6. století krutě podmanili původní obyvatelstvo a vytvořili si v ní svoji říši. Výzkum archeologů z brněnské Masarykovy univerzity ale ukázal pravý opak. U Vídně žili vedle sebe po šest generací bez problémů Avaři a potomci původního evropského obyvatelstva.

„Žili vedle sebe v míru, i když se nepropojovali sňatky. Oblast Vídně byla v období Avarské říše místem, kde se geneticky stýkala Evropa s východní Asií. Genetický rozdíl mezi obyvatelstvem byl po generace propastný,“ řekla Novinkám Zuzana Hofmanová z Ústavu archeologie a muzeologie Filozofické fakulty Masarykovy univerzity.

U Vídně geneticky sousedila Evropa s Asií

Se svým týmem analyzovala v uplynulých 2,5 roku 700 kosterních ostatků z Mödlingu a Leobersdorfu. Nacházejí se na jih od Vídně a dělí je 20 kilometrů. V 8. století byl co do složení jejich obyvatelstva mezi nimi takový rozdíl, jako je mezi Evropany a Asiaty. Obyvatelé Mödlingu měli evropský původ a patrně šlo o potomky lidí z Panonie, kteří obývali tuto oblast ještě za rozkvětu Římské říše. Leobersdorf byl avarský.

Foto: MUNI

Vědkyně nad kosterními pozůstatky z rakouských pohřebišť z časů Avarů

Pro vědce je až nepochopitelné, že zástupci rozdílných etnik byli schopni žít v klidu a míru po generace spolu a současně společensky zcela odděleně. Až do podrobné analýzy kostí týmem vědců z Masarykovy univerzity se Mödling považoval za avarský. V obou lokalitách jsou pohřebiště, přičemž kosti z něj až nyní ukázaly, že tomu tak není.

Fosilní stopy odhalily, že dva staré druhy předchůdců člověka se mohly setkat na břehu jezera v Keni

Věda a školy

Kosterní pozůstatky a artefakty z hrobů toho řekly mnohem více. Na obou pohřebištích se podařilo vypátrat jednotlivé příbuzné, a to v linii šesti generací. „Navzdory pověsti Avarů coby krutých válečníků nám výzkum dal jasné důkazy, že pohřbení žili v jednom z nejmírumilovnějších období střední Evropy,“ uvedla vědkyně.

Foto: MUNI

O genetickou analýzu vzorků ze 700 ostatků z Rakouska se postarali archeologové z laboratoří brněnské Masarykovy univerzity.

Důkazů míru je více. Na kostrách se nenacházejí bojová zranění a téměř žádné známky nemocí, které jsou průvodním jevem všech válek. Také zbraně byly do hrobů ukládány jen výjimečně. Jinými slovy nešlo o komunitu, která by je potřebovala. Díky nové strategii celoplošného odběru vzorků a citlivé genetické analýze bylo možné mezi zemřelými objevit vysoký počet příbuzných.

V podstatě v obou sídlech žili potomci původního evropského obyvatelstva (Mödling) a Avarů (Leobersdorf) po generace vedle sebe.

Historie ukrytá v kostech

„Patrně měli silné kulturní tradice, proto se tyto dva tábory mezi sebou nemísily, přestože mezi oběma sídly neexistovala žádná politická hranice jako mezi současnými státy,“ vysvětlila archeoložka.

Břevnovský klášter vydal ojedinělý soubor pozůstatků ze sedmileté války

Věda a školy

Centrum Avarské říše bylo v současném Maďarsku, kde si Avaři z Leobersdorfu hledali partnerky. Muži z Mödlingu měli nevěsty ze západu.

Mapka s pohřebišti. Zcela dole je avarský Leobersdorf a nad ním evropský Mödling.

Vědci odebrali z koster pohřbených vzorky, které poslali do Brna. Tam je členové týmu ArcheoGen analyzovali v laboratořích. Hledali nejen příbuzenské vazby na jednotlivých pohřebištích, ale také se snažili najít genetickou spojitost mezi oběma lokalitami. Ta ale po více než století vůbec neexistovala.

Rekonstrukce avarského nájezdníka

„Přesto se obě komunity nelišily zvyklostmi, postavením ani bohatstvím. Symboly vyššího společenského postavení, jako je kování opasků s vyobrazením gryfa, ale obecně celá jejich kultura a zvyky byly po dobu šesti generací stejné na obou pohřebištích,“ dodala vědkyně.

Jedna z lebek, z nichž se odebíraly vzorky pro výzkum.

Avaři byli podle dobové literatury postrachem Slovanů a třásla se před nimi i starobylá Byzanc. O nových poznatcích o těchto původních nájezdnících z asijských stepí informovali vědci v prestižním časopise Nature.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Dotyk | Vědci našli na Sibiři záhadnou nelidskou DNA. Zrekonstruovali tvář a vyšla nádherná Denisovanka

Díky schopnosti zmapovat geny dávných předků se můžeme dozvědět mnohé o anatomických rysech našich vzdálených příbuzných. Podařilo se to vědcům, kteří na Sibiři objevili záhadnou nelidskou DNA. Zrekonstruovali tvář a vyšla nádherná Denisovanka.

www.livescience.com, www.nbcnews.com, medlineplus.gov

Vědci tak zmapovali přesné rysy jednoho ze vzdálených příbuzných hominidů.

Vědci našli na Sibiři záhadnou nelidskou DNA

Denisované patří do skupiny našich dávných příbuzných, o kterých se donedávna nevědělo, že žili současně s neandrtálci a Homo sapiens. Jejich výskyt se lokalizoval na území počínaje Sibiří a Indonésií konče.

Spekuluje se, že Denisované mohli být více druhy a skupinami. Po svém zmizení zanechali část své DNA v obyvatelích Melanésie a východní Asie. Jediné známé fosilie Denisovanů zahrnují několik zubů, prstní kost a malý úlomek z ruské jeskyně a částečnou čelist nalezenou na Tibetské náhorní plošině.

Díky genetické detektivní práci vědců se však nyní podařilo zrekonstruovat jednu z mnoha denisovanských tváří. Vědci použili vzorky genové exprese, která byla získána z denisovanské DNA. Přesněji ze 100 000 let starého malíčku.

Právě starodávný vzorek DNA pomohl vytvořit a zrekonstruovat denisovanskou tvář spolu s lebkou, a to i přesto, že žádná podobná fosilie nebyla nikdy nalezena.

Zrekonsturovali tvář a vyšla nádherná Denisovanka

Za tímto výtvorem stojí vědci z Hebrejské univerzity v Jeruzalémě.

Liran Carmel,

genetik, který se na rekonstrukci tváře podílel, uvedl: „Jiné skupiny pracují na mapování anatomických rysů na základě informací ukrytých v naší DNA. Náš tým však zvolil jiný přístup, díky kterému můžeme nyní pohlédnout do tváře krásné Denisovanky."

Vědci tak poprvé nespoléhali na sekvenci DNA jako takovou. Místo toho použili techniku, která umožňuje rekonstruovat vzorce genové aktivity u dávných jedinců a díky tomu zjistili, jak geny obecně fungují u různých lidských skupin.

Postupným přidáváním metylových skupin do DNA nebo molekul odvozených od metanu, se vědcům podařilo aktivovat prastaré geny a následně určit fyziologické vlastnosti, které tyto geny produkují.

Carmel se svým týmem následně zmapoval získané metylační vzorce, díky kterým vytvořili podobu mladé denisovanské ženy, které patřila použitá malíčková kost. „Z evolučního hlediska je dobře známo, že se mnoho anatomických nebo fyziologických rozdílů mezi blízce příbuznými skupinami připisuje změnám ve vzorcích genové aktivity. Přesně to můžeme zjistit pomocí naší techniky," dodal Carmel.

Převratný způsob nového typu rekonstrukce pravěké tváře pak ocenil i

Chris Stringer

, paleoantropolog z Přírodovědného muzea v Londýně, který uvedl, že: „Rekonstrukce tváře denisovanské ženy je průkopnickým výzkumem, který na první pohled vypadá téměř jako science fiction. Je to vzrušující práce, která posouvá hranice toho, co lze z dávných genomů získat." Ačkoliv je technika mapování metylačních vzorců v DNA poměrně nová, může být budoucností k vysvětlení anatomických rozdílů našich předků.

Zdroj: web
zpět

Za zrcadlem číhají bakterie, které mohou vyhubit život na Zemi, varují vědci a žádají zastavit výzkum

Projít zrcadlem není jen tak. Znamená to, že se některé věci převrátí, z vaší levé ruky se stane pravá a poblíž ní vám bude bít srdce, kdyby to ovšem bylo možné. Syntetická biologie si s takovou možností začíná pohrávat a část jejích představitelů křičí: tohle rozhodně ne!

Jistě jste někdy viděli obrázek molekuly DNA, onu známou dvojitou šroubovici. Pokud není nakreslená nesprávně, což by se stát nemělo, je vždy pravotočivá. Kdyby to byl šroub, choval by se jako většina běžných šroubů, to znamená, že by se po směru hodinových ručiček utahoval a proti směru povoloval. Kdyby měly DNA a RNA opačný závit – v biochemii se používá termín opačná chiralita –, nefungovaly by. Veškerý život na Zemi používá pravotočivé nukleové kyseliny a levotočivé aminokyseliny.

Šroub s opačným – levým – závitem samozřejmě dovedeme vyrobit a pro některá speciální použití se dobře hodí. Dovedli bychom uměle vyrobit stavební prvky života s opačnou chiralitou?

Zdá se, že ano. Několik vědeckých skupin postupně došlo k názoru, že je to v silách vědy. A mnozí z těch, kdo se tímto výzkumem zabývají, se před několika týdny shodli a velmi hlasitě řekli: nikdo to nedělejme, zastavme ten výzkum, než bude pozdě.

V sázce prý není nic menšího než vyhynutí veškerého života na Zemi.

Levá a pravá rukavice

Na sanitkách bývá někdy napsáno slovo AMBULANCE zrcadlovým písmem – tedy tak, aby bylo jasně čitelné ve zpětném zrcátku. Některá písmena – A, M a U – vypadají v takovém zápisu stejně jako normální. Písmena B, C a E se dají do zrcadlové podoby převést otočením v rovině. S písmeny L a N se nic takového udělat nedá. Abyste dostali jejich zrcadlový obraz, musíte je vystřihnout a obrátit papír, je-li průhledný.

Totéž platí pro šrouby a šroubovice. Z pravotočivého šroubu levotočivý žádným otáčením a převracením neuděláte. Z pravotočivé molekuly levotočivou také ne. Pocházejí z jiného světa, ze světa za zrcadlem.

U složitých chemických látek je poměrně časté, že se jejich molekula vyskytuje ve dvou chirálních podobách. Jedna je zrcadlovým obrazem druhé. Jejich biologické účinky se mohou zásadně lišit, přestože jsou obě molekuly ve všech ostatních ohledech stejné – jako levá a pravá rukavice. Často uváděným příkladem je vitamin C, levotočivá forma kyseliny askorbové. Její pravotočivý obraz je neúčinný, před kurdějemi vás neochrání. Správnou chiralitu musí mít i ibuprofen nebo antidepresivum známé jako citalopram – a mnoho dalších látek používaných jako léky a drogy. Živé organismy jsou, pokud jde o levotočivost a pravotočivost molekul, očividně velmi citlivé a vybíravé.

DNA, RNA a proteiny v tom hrají hlavní roli. Jejich provázání je základem všeho živého. Od bakterií a řas přes oves a žížalu po člověka a delfína, všechno živé uchovává dědičnou informaci v DNA; pomocí RNA, která se od ní odvozuje, si vyrábí proteiny; a ty pak využívá ke všem životním funkcím od stavby těla po dýchání. Všechny nukleové kyseliny všech živých tvorů jsou pravotočivé. Všechny aminokyseliny, ze kterých se skládají proteiny, jsou levotočivé. Většina cukrů využívaných živými organismy existuje v obou zrcadlových podobách, život však preferuje jen jednu z nich. Nikdo neví proč – má se za to, že o tom rozhodla náhoda, která si před miliardami let prostě musela jeden směr ze dvou vyvolit.

Dnešní biologie však dovede i věci, které evoluce vynechala. Je možné syntetizovat proteiny i nukleové kyseliny, které jsou věrnými zrcadlovými obrazy svých přírodních vzorů. Jejich vzájemná souhra by fungovala úplně stejně.

Poskládat ze syntetických materiálů celou živou buňku prozatím přesahuje možnosti přírodních věd, zdá se však, že už ne na dlouho – a v žádném případě ne navždy.

Nabízí se tedy šokující a přitažlivá možnost vyrobit například bakterii – velmi jednoduchý jednobuněčný organismus – ze stavebních materiálů s opačnou chiralitou. Tvora ze světa za zrcadlem. Ne dnes, ne zítra, ale poměrně brzy. Zejména pokud by se při tom nehledělo na náklady.

Staré záruky neplatí

Tyto úvahy nejsou nové, až dosud však šlo o hypotetickou možnost. Dnes nabývá jasnějších obrysů, vědci ji promýšlejí důkladněji a docházejí ke zneklidňujícím závěrům.

Původně se předpokládalo, že zrcadlové organismy by byly velice křehké, zranitelné a především že by se ve světě naší nezrcadlové biochemie neměly čím živit. Zrcadlově obrácené trávicí enzymy a další složky metabolismu skutečně nemohou zpracovat potravu složenou z nezrcadlových látek. To mělo samo o sobě zaručovat bezpečnost. Zhruba řečeno: i kdyby nám zrcadlová bakterie utekla z laboratoře, záhy pojde hlady.

Důkladnější úvaha však ukazuje, že tak to není. Mnohé běžné bakterie, například všudypřítomná E. coli, dovedou brát energii i z látek, které žádnou optickou aktivitu nevykazují. Nejvíce jim sice chutná levotočivá forma glukózy, což znamená, že zrcadlová kopie této bakterie by preferovala pravotočivou verzi téhož cukru – a ta se v přírodě nevyskytuje.

Jenže – jak upozorňuje technická studie publikovaná v prosinci 2024 (k jejím autorům a jejich motivaci se záhy dostaneme) – „přírodní E. coli může růst na širokém spektru achirálních

(tj. takových, které se v zrcadle nemění, jako písmeno A v nápisu AMBULANCE, pozn. red.)

substrátů, které jsou běžné jak u mnohobuněčných hostitelů, tak u mnoha ve vnějším prostředí. Zrcadlová E. coli by proto měla růst na těchto látkách stejně dobře“.

A aby to bylo ještě jasnější, dodávají: „V tomto ohledu není E. coli nijak zvlášť výjimečná. Hlavní metabolické dráhy života zahrnují řadu achirálních metabolitů, které jsou v přírodě poměrně hojné. Lze je relativně snadno získat a využít jako zdroje živin.“

Jinými slovy: zrcadlové bakterie by našly spoustu potravy jak všude kolem nás, tak přímo v nás.

Všežravé a nepoživatelné

Obyčejným bakteriím brání v neomezeném růstu hlavně to, že je neustále něco či někdo ničí, živí se jimi: jiné bakterie, jiní mikroskopičtí tvorové, imunitní systém složitějších organismů. To vyžaduje náležité biochemické mechanismy: najít, zabít, strávit, převést na energii. Většina těchto mechanismů je stereospecifická, to znamená, že očekávají svůj terč ve správné – nezrcadlové – podobě. Dovedou se vázat, obrazně řečeno, jen na levou rukavici. S pravou si neporadí.

Náš imunitní systém by patrně byl proti zrcadlovým bakteriím bezbranný, a to nejen při prvním setkání (jako u většiny zcela nových patogenů), ale trvale. Nedokázal by se na ně vůbec adaptovat, stejně jako z levé rukavice neuděláte pravou. Ledaže ji obrátíte naruby, jenže to pak už není stejně vyhlížející rukavice.

To se netýká jen lidí. Bakteriálními infekcemi trpí většina živočichů i rostlin. Zrcadlové bakterie by se tam všude množily neomezeně: tvorové, kteří jsou všežraví a zároveň nepoživatelní, nenapadnutelní, nezničitelní. Noční můra z hororu jako vystřižená.

Potíž by byla i s léky a vakcínami. Ty stávající by zcela určitě nezabíraly – ze stejných důvodů, z jakých by neměl šanci imunitní systém. Patrně by bylo možné vyvinout nové, specifické vůči zrcadlovým tvorům, nějakou dobu by to však trvalo. A bakterie, které nenarážejí na žádné překážky a nacházejí dostatek potravy, se množí exponenciálně: velikost kolonie se zdvojnásobuje za pevně daný čas, který se obvykle měří spíše v hodinách než ve dnech.

Jestli zrcadlové bakterie stvoříme – to není jednoduché, není to schůdné dnes, ale v blízké budoucnosti taková možnost nastat může – a jestli nám utečou z laboratoře (což je dost pravděpodobné, i ta nejlepší bezpečnostní opatření opakovaně selhávají), mohou se dít velice nepříjemné věci. Nemluvě o tom, že podobný únik může někdo způsobit záměrně, se zlým úmyslem.

Ať o tom ví veřejnost

Když biochemici z různých pracovišť, jež mají k problematice zrcadlových tvorů blízko, zvážili současnou situaci, dospěli k závěru, že je načase jednat. „Nemyslíme si, že přitáhnout pozornost k hrozbě je vždy tím nejlepším způsobem, jak ji zmírnit,“ začínají své prohlášení, „v tomto případě jsme však přesvědčeni, že zveřejnění a otevřená vědecká diskuze jsou nutné.“

Seznam autorů obsáhlé technické studie čítá 24 jmen, zastoupena jsou především výzkumná pracoviště z USA. Studii doplňuje článek v časopise Science, pod nímž je podepsána podobná sestava expertů. Uvádějí, že jejich cíle jsou dva: upozornit na nebezpečí laboratorních nehod, na rizika dobře míněného výzkumu – a doporučit nastavení pravidel a kontrol bránících vědomému zneužití.

Výzkum možností, jak syntetizovat zrcadlové organismy, každopádně existuje. Autoři varovné výzvy uvádějí, že je financován v USA, EU i Číně.

Iniciativ, kdy sami vědci vyzývají k omezení nebo zastavení nějakého konkrétního výzkumu, poslední dobou přibývá: připomeňme především několik takových varování ohledně umělé inteligence. Podobná varování dovedou zaujmout a na nějakou dobu vyděsit veřejnost (zejména díky zesílení, jež jim dají média), zatímco odborníci je vnímají spíše skepticky. V tomto případě může být situace jiná v tom, že zatím jde o poměrně malé výzkumné pole, takže seznam podepsaných reprezentuje jeho významnou část.

Zákaz výzkumu přináší svá vlastní rizika. Očividně může způsobit, že znalostmi nebezpečné technologie budou disponovat jen ti, kdo se odmítnou řídit navrženou etikou. Subtilnější problém spočívá v podkopávání důvěry ve vědu jako celek. Na druhou stranu je jasné, že některé nové hračky, na které by si přírodovědci rádi sáhli, mohou být nesmírně zhoubné. Obrovská síla, kterou přírodní vědy mají, vyžaduje náležitou odpovědnost, ale odkud se vezme a jak bude fungovat, to zatím vůbec není jasné.

Zdroj: web
zpět

Fosilní stopy odhalily, že dva staré druhy předchůdců člověka se mohly setkat na břehu jezera v Keni

Člověk vzpřímený (Homo erectus) a australopiték východoafrický (Paranthropus boisei). Stopy těchto dvou druhů předchůdců člověka se setkaly na jednom místě ve velmi podobném čase zhruba před 1,5 milionu let. Příslušníci obou druhů zanechali stopy svých bosých nohou na bahnitém břehu jezera Turkana, v místě zvaném Koobi Fora, na území dnešní Keni.

Jejich stopy, které byly vytvořeny pravděpodobně v rozmezí několika hodin nebo dnů, poskytují první přímý fyzický důkaz, že dva rané lidské druhy koexistovaly ve stejném prostředí a ve stejném čase. Upozornila na to nová studie publikovaná 28. listopadu v časopise Science.

Analýzy ukázaly, že stopy byly vytvořeny jedinci s různými styly chůze a postoji, a autoři předpokládají, že se jedná o druhy člověk vzpřímený a australopiték východoafrický. Přitom se v dané oblasti již dříve – sporadicky – našly zkameněliny obou druhů, spadající do dané doby, tzv. pleistocénu (starší oddělení čtvrtohor).

Tento zásadní objev také samozřejmě vyvolává otázky, jestli se tyto dva druhy – považované podle analýzy stop právě za Homo erectus a Paranthropus boisei – vzájemně ovlivňovaly, nebo ne.

V Iowě odhalili lebku mastodonta, který zřejmě žil ve stejné době jako lidé

Věda a školy

„Možná tito hominidé aktivně soutěžili o stejné jídlo; možná se jen ostražitě dívali přes travnatý plácek,“ poznamenala podle magazínu Smithsonian Briana Pobinerová, paleoantropoložka ze Smithsonian’s National Museum of Natural History, která se na výzkumu nepodílela. „Možná se ale úplně ignorovali… to už je dnes, po 1,5 milionu let, nemožné zjistit.“

Od stop k chodcům

Vědci poprvé objevili zkamenělé stopy na východním břehu jezera Turkana v Keni při vykopávkách v červenci 2021. Zpočátku našli jednu stopu hominida, stejně jako jiné stopy, které zde pravděpodobně zanechali velcí ptáci, uvedla zpravodajská stanice CNN.

V roce 2022 se sem výzkumníci vrátili a prozkoumali i okolní plochu o rozloze něco přes 23 čtverečních metrů. Toto úsilí odhalilo celkem 12 stop hominidů v přímé linii, které pravděpodobně vytvořil stejný jedinec. Nedaleko našli tři další izolované stopy hominidů, které vypadaly, jako kdyby byly vytvořeny třemi různými jedinci.

Odhalili také desítky stop vytvořených divokou zvěří, včetně tří od zvířat podobných koním a třiceti od zvířat podobných kravám. Našli také 61 stop zanechaných ptáky, mj. vyhynulým druhem obřího čápa. Největší ptačí stopa byla široká více než 25 cm. Vědci předpokládají, že stopy byly vytvořeny nejméně před 1,52 milionu let a poté byly téměř okamžitě zakryty pískem a sedimenty, což je zakonzervovalo. Stopy nevykazují žádné známky prasklin, což naznačuje, že nebyly vystaveny slunci a větru příliš dlouho – a že byly tedy vytvořeny velmi krátce po sobě.

Foto: Kevin Hatala/Chatham University, Profimedia.cz

Stopa druhu Homo erectus

Zpočátku výzkumníci nevěděli, zda stopy zanechaly různé druhy hominidů. V okolí bylo objeveno jen málo jejich zkamenělých pozůstatků, a proto nemohli udělat něco jako „Popelčin test“, tedy přímo porovnat kostry chodidel s příslušnými stopami, jak řekl spoluautor studie Kevin Hatala, paleobiolog z Chathamské univerzity, v rozhovoru pro New York Times.

Ale po vytvoření podrobných 3D obrázků – počítačových modelů stop a jejich porovnání s jinými exempláři – tým našel zřetelné rozdíly v chůzi a anatomii chodidla, jako jsou např. úhly prstů a hloubka klenby, což naznačuje, že po břehu jezera v dané době chodily nejméně dva druhy hominidů.

Nedávná analýza DNA výrazně zpochybnila starší výzkumy o obětech v Pompejích

Věda a školy

Přímou linii s 12 otisky pravděpodobně vytvořil australopiték východoafrický, hominid, který měl velké stoličky, čelisti a velké žvýkací svaly, které pravděpodobně používal k pojídání tvrdých rostlin a tvrdých ořechů. Tento druh s malým mozkem a plochýma nohama vyhynul během několika set tisíc let poté, co byly tyto stopy vytvořeny, ale vědci stále přesně nevědí proč.

Objev stop P. boisei je významný sám o sobě, protože vědci předtím nevěděli, zda tito hominidé chodili po dvou, nebo čtyřech nohou. „Nalezené stopy jsou ale jednoznačným důkazem jejich chůze po dvou nohou,“ konstatovala Ashleigh Wisemanová, biologická antropoložka z University College London, která se na výzkumu nepodílela, pro New Scientist.

Tři roztroušené stopy byly pravděpodobně vytvořeny různými jedinci druhu Homo erectus, který měl větší mozek a od krku dolů anatomii podobnou člověku. Tento druh jedl rozmanitou stravu, používal kamenné nástroje a uměl vařit na ohni. Daný člověk vzpřímený přežil nejméně další milion let poté, co byly keňské stopy vytvořeny, a rozšířil se do dalších částí světa.

„Stopy, které připisujeme druhu Homo erectus, měly velmi moderní tvar podobný člověku, s vysokým obloukem sedimentu uprostřed dráhy, který naznačuje ztuhlou nohu a chůzi, která zahrnuje odrážení prstů,“ sdělil podle agentury Reuters evoluční biolog a spoluautor studie z Harvardovy univerzity Neil Roach.

Foto: Kevin Hatala/Chatham University, Profimedia.cz

Stopa druhu Paranthropus boisei

„Stopy Paranthropa postrádají tento vysoký oblouk a naznačují spíše plochou nohu. Stopy tohoto australopitéka navíc ukazují palec u nohy, který je o něco více oddělený od ostatních prstů a pohyblivější. Oba tyto aspekty se více podobají způsobu, jakým chodí šimpanz, i když jsou jasně odlišné. Jsou jakýmsi mezistupněm mezi šimpanzí a lidskou stopou,“ řekl Roach.

Rozměry chodidel přitom měl (podle stop v bahně) konkrétní jedinec tohoto druhu větší než „kolemjdoucí“ exempláře Homo erectus.

Přírodní „bufet“ na břehu jezera Turkana?

Kosterní pozůstatky H. erectus a P. boisei jsou přitom jedinými ranými pozůstatky hominidů, které kdy byly v této oblasti nalezeny, což podporuje představu vědců o tom, kdo tyto stopy vytvořil. Fosilní důkazy naznačují, že zmíněné dva druhy mohly sdílet toto místo po dobu až 200 tisíc let.

„Takto dlouhý časový rámec naznačuje, že H. erectus a P. boisei museli dosáhnout nějakého druhu pokojného či aspoň stabilního soužití,“ prohlásil Hatala – nebo přinejmenším se pravděpodobně nepovažovali za přímé konkurenty. Předchůdci lidí na březích jezera také žili navzdory přítomnosti nebezpečných zvířat, jako jsou hroši a krokodýli, jezero pro ně bylo velmi důležité.

Srovnatelně odlišné vzorce stop byly nalezeny při terénních pracích vedených Hatalou před téměř 20 lety v Ileretu, dalším zhruba 1,5 milionu let starém keňském nalezišti.

Čeští badatelé odhalili v Africe zaniklé prameny a důkazy o dávném lidském osídlení

Věda a školy

Jedním z možných vysvětlení tohoto zdánlivě mírumilovného soužití je odlišná strava těchto dvou druhů, uvádí web Science News. H. erectus byl všežravec, který jedl širokou škálu potravin, včetně masa, aby mohl vyživovat svůj velký mozek. Zatímco P. boisei jedl většinou rostliny podobné travinám nebo šáchorovitým rostlinám, rostoucím poblíž vodních nádrží a toků.

Pokud tyto druhy nebojovaly o stejné zdroje, mohly zde mít „zabrané“ různé ekologické niky a mohly s jezerem zacházet jako s rozmanitým „bufetem“, kde je všeho dost pro každého.

Přesto stopy samy o sobě nemohou odhalit povahu interakcí těchto druhů, a je tedy možné, že k nějaké konkurenci a konfliktům docházelo. Vědci také zatím nenašli žádné důkazy o jejich případném mezidruhovém křížení.

„Lidská evoluce je komplikovaná a chaotická a v jejím rámci probíhá spousta procesů a ‚testů‘,“ řekl k tomu pro NBC News William Harcourt-Smith, paleoantropolog z Amerického muzea přírodní historie a City University of New York, který se ovšem na studii nepodílel. „Není to jednoduchá a přímá linie.“

Člověk vzpřímený (Homo erectus) byl druhem raného hominida, který žil před 1,9 milionu let, do doby až asi před 110 tisíci lety. Tito hominidé chodili po zadních končetinách stejně jako současní lidé. Vyráběli kamenné nástroje, používali oheň a lovili a zpracovávali zvířata. Pravděpodobně byli první, kteří žili jako lovci a sběrači. Homo erectus byl z hlediska délky existence druhu nejúspěšnějším hominidem vůbec. Byl vysoký 145–185 cm.

Australopiték východoafrický (Paranthropus boisei) je druh vyhynulého hominida, který žil ve starším pleistocénu, tedy před 2,3–1,2 milionu let ve východní Africe. Byl posledním zástupcem australopitéků a je řazen do samostatného rodu Paranthropus. Žil již současně s prvními zástupci rodu Homo, jako byli Homo habilis a Homo erectus. Dosahoval výšky kolem 130–140 cm.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Nezabíjejte posla - změnte jej

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

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

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

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

Jak potrava bohatá na škrob formovala lidský genom

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

Umělá inteligence luští v DNA kód života. Vyčte mezi řádky i lék na smrt?

Debata s vědci na festivalu AFO o prolínání biologie, genetiky a lékařství s umělou inteligencí. Pozvání přijali Vojtěch Bystrý, Stanislav Fort, Jan Pačes a Karla Plevová

Pokročilá umělá inteligence má potenciál změnit většinu oborů lidské činnosti. V biologii ovšem nemění nic menšího než náš přístup k proteinům a základnímu kódu života. Umělá inteligence odhaluje chyby v DNA, otevírá nové hypotézy, pomáhá ve vývoji nových léků, ale může posloužit i jako klíč k Pandořině skříňce s dosud netušenými biologickými zbraněmi v podobě smrtících virů a toxinů. Pochopí AI kód života? Co jí v tom může zabránit? Jaké nové možnosti, výzvy i hrozby tento dialog otevírá? A před čím by se měl zastavit? Na debatě s Respektem na festivalu AFO v Olomouci o tom diskutovali biologové a experti na AI Karla Plevová, Jan Pačes, Vojtěch Bystrý a Stanislav Fort. Moderovali Štěpán Sedláček a Martin Uhlíř.

Přepis textu – RESPEKT - Umělá inteligence luští v DNA kód života.

Vítejte na debatě týdenníku Respekt na festivalu AFO v Olomouci s názvem Kód života psaný umělou inteligencí. Já jsem Štěpán Sedláček a moderovat tuhle debatu budu spolu s kolegou vědeckým novinářem Martinem uhlířem. Eh, o tom, že umělá inteligence může změnit většinu oborů lidské činnosti, včetně těch uměleckých právě i díky rozšíření jazykových modelů asi dnes už pochybuje málokdo. Biologii a oblasti přírodních vět obecně ovšem může tedy dopomoct e k přečtení, možná i změně asi toho nejcennějšího korpusu písmenek a sice tedy za základních kódů života. E, otázka je, jaké bariéry tam jsou a co to může ve výsledku změnit. E, protože může pomoct otevřít nové hypotézy, odhalovat třeba chyby v DNA, pomoct ve vývoji nových léků, ale i třeba jedů nebo biologických zbraní. I o tom dnes bude řeč. Já jsem si všiml, že zrovna tento týden v pondělí o tom referoval americký denník New York Times o zveřejnění informací ze startupu. Profluent, který tedy vytváří genový editor na základě dat využití Krisprů, tedy těch genových nůžek, které dokážou už 10 let nebývale přesně měnit, zasahovat do genetického kódu a upravovat ho. No a podobné zprávy přicházejí jako na běžícím pásu právě díky tomu zrychlení ve vývoji umělé inteligence posledních let. No a o prolínání umělé inteligence, biologii a ale i lékařství. Tedy budeme dnes mluvit s povolanými zástup které za chvilku představíme z různých oborů, ale teď ještě dám slovo Martinovi, který k tomu má doplnění.

Dobrý den. Já bych jenom doplnil takovou příhodu nebo ilustraci, která by to nějak lépe přiblížila. Bylo to roku 1889, kdy jistý francouzský lékař sestoupil z vysoký Hor z Alp a dal kapku své krve pod mikroskop a zjistil, že mu přibylo tím pobytem ve vysokohorském prostředí červených krvinek a spekuloval o tom, že v těle musí existovat nějaký mechanismus, který když je vystaveno nedostatku kyslíku, tak množství tady těch červených krvinek roznášejících kyslík zvýší a buňky, které jsou u zrodu tady toho mechanismu, se podařilo objevit teprve loni jistému izraelskému týmu. Poté to vyzkoušela umělá inteligence podobná tedy těm jazykovým modelům eh typu chat GPT, akorát vytrénovaná tedy v biologii, genetice a genetickém profilu buněk a ta to zvládla za šest týdnů. Takže v jistém smyslu se dá říct, že to, co lidstvu trvalo 134 let, tak umělá inteligence zvládla takhle rychle, aniž jí kdokoliv řekl, jaké jaká ty data vlastně, kterými je krmená, mají funkci, tak ona na jejich základě dokázala roztřídit buňky asi na 1000 typů a ty buňky produkující hormon, který je za tady tím mechanismem, byly mezi nimi. Tak to jenom pro ilustraci a tady bychom mohli ještě páne představit naše hosty.

Tak po mé levici je Vojtěch Bystrý z vědecko výzkumného centra Ceitec v Brně, Masarekovy univerzity, kde tedy vede centrální bioinformatickou laboratoř. Ta se mimo jiné věnuje vývoji počítačových aplikací na zpracování dat získávaných ze sekvenování DNA nové generace pro klinické účely. Vystudoval aplikovanou informatiku na Maserikově univerzitě. Dobrý den. Díky, že jste přijal pozvání.

Dobrý den. Děkuju. Dále je to molekulární genetik, který zkoumá strukturu genomů v ústavu molekulární genetiky Akademie věd České republiky. Jan Pačes. Ten mimo jiné sestavil databázi lidských endogenních retrovirových elementů. Vystudoval biochemii na univerzitě Karlově a mikrobiologii na VŠCHT, kde přednáší bioinformatiku. Také vím, že je pravidelným hostem a popularizátor vědy na Českém rozhlase. Dobrý den, vítejte.

Dobrý den. A já bych doplnil po mé pravici Karlu Plevovou, eh, molekulární genetičku, která působí na lékařské fakultě a institutu Cejtek Maserikovy univerzity a také ve fakultní nemocnici Brno. Věnuje se genetice a molekulární biologii. Působila mimo jiné v evropské molekulárně biologické laboratoři EMBL v Heidelbergu a loni se stala spoludržitelkou ocenění Masarikovy univerzity Muni Innovation Awards. za vývoj nového diagnostického testu pro hematoonkologii. Dobrý den, děkujeme, že jste přišli.

Dobré odpoledne. Děkuju za pozvání.

A konečně je to Stanislav Ford, expert na umělou inteligenci a velké jazykové modely, který působil například se podílel na vývoji e modelu společnosti Anthropic Cloud. Vedl vývoj open source jazykových modelů pro stability AI. Působil v Google Break. nyní pracuje jako seniorní výzkumník, eh, který zkoumá bezpečnost a pochopitelnost umělé inteligence v Deep Mind. Má doktorát v oboru umělé inteligence ze Stanfordovy univerzity a vystudoval fyziku, teoretickou fyziku na univerzitě v Cambridgei. Čili vidíte, že jeho stručné CV zahrnuje ty nejznámější firmy v oboru umělá inteligence. Děkujeme, že jste přišel. Dobrý den.

Dobrý den. Moc děkuju za pozvání. A pustíme se do toho. Já jenom předešlu, že podstatnou část boru můžou tvořit i vaše otázky, na které bude prostor. Na úvod takové kolečko, t až 5 minut každý z vás. Zajímá nás, jakou roli hraje umělá inteligence v tom vašem oboru a v aktuálním výzkumném poli, v tom, e, čím se zabýváte během vašich výzkumů nebo vývoje. A můžete k tomu i přidat, eh, co třeba máte teď na srdci v souvislosti s tou umělou inteligencí, co vám přijde vlastně nejdůležitější. Tak Tak to říct takhle na úvod a nevím, jestli mám někoho vytáhnout nebo se někdo do toho chce pustit sám jako první.

Jan Pače se přihlásil. Máte slovo.

Děkuju. Tak já jsem bioinformatik a to znamená, že ačkoliv studuju vědy o životě, tak jsem nic živýho už letad neviděl. Jenom doma mám kočku. Je to opravdu všechno jenom počítačová záležitost. No a ta technologie poslední doby umožnila číst vlastně jednoduchým způsobem DNA a to pro biologii má obrovský význam, protože víme, že DNA je to místo, kde se uchovává informace a o tom, jaký ten organismus bude, to je to, co předáváme našim potomkům, co jsme získali od našich předků. A i velká řada třeba onemocnění může souviset s tím, že v té DNA je něco zaznamenáno, co třeba zrovna dobře nefunguje. No a já se specializuju nejenom na tenleten eh vertikální přenos DNA, teda z předku na potomky, ale i ten horizontální, co ex Existují různé způsoby eh toho, jak podstrčit tu genetickou informaci nějakému organismu. Nejznámější a to všichni známe, jsou viry, které prostě sami o sobě ani nežijí, ale pořád tu informaci životní nesou a dokážou jí podstrčit živým buňkám a které za ně potom udělají tu práci. No a ta umělá inteligence nebo ty neuronové sítě se v biologii používají už poměrně dlouhou dobu. Biologové je nemají moc rádi nebo neměli je moc rádi do nedávna, protože e my jsme natrénovali takovou síť třeba na to, aby hledala, kde jsou v DNA zapsaný geny. To jsou programy, který jsou starý třeba 15 let a oni to dělají docela dobře. Problém je, že my nevíme pořádně, proč to tak udělali. A v tý vědě hodně často nás zajímá nejenom ten nástroj, ale také proč to tak je. A to nám ty neuronový sítě úplně dobře neumožňovaly. Takže ta ta nejistota v tom, co vlastně ta neuronová síť takhle objevila, e, tam byla poměrně velká. Ale to se tedy změnilo. e během posledních možná roků teprve v okamžiku, kdy jak tady asi uslyšíme, do toho celého oboru vstoupila ta AI generativní a velké jazykové modely, které pochopitelně jednak vědcům umožňují lépe pracovat s tím obrovským množstvím informací. Já to používám na to, že nejsem moc dobrej programátor, tak mi to pomáhá opravovat ten kód nebo mi to doporučuje funkce a výrazně mi to urychlilo práci a na to je třeba hrozně dobrá. Ale to, co si od toho velmi slib A o čem bych tady dneska si chtěl s váma povídat taky je, že nám to umožní vnímat tu DNA taky jako jazyk. Vlastně DNA je pořád totéž, co je přirozený jazyk z hlediska toho, že to je lineární řetězec informací, ze kterých jsme postaveni. Takže to je jasná informace, ale ten jazyk tomu úplně přesně nerozumíme a tady doufáme, že nám ta AI v tom udělá nějaký prostě významné významné objevy nebo změnu paradigma to změnu pochopení toho, jak to vlastně s tou DNA, s tou informací o životě je.

Vojtěk byste jí naváže?

Můžu navázat. Já jsem tedy taky bioinformatik, tak vlastně oborově to stejné eh jde o to nějak na počítači zpracovat, jak bylo řečeno, ty přečtené písmena ACGT, e, ten kód toho té DNA. A, eh, my děláme hlavně pro klinické účely, kdy se snažíme odhalit z toho genotypu vlastně nějaký ten fenotyp té nemoci. To znamená, jestli jaká je význam nějaké eh varianty nebo nějaké mutace. v DNA a velmi se mě líbilo, jak pan kolega Pačes tady říkal vlastně o tom, že ty neuronové sítě už jsou tady dlouho, protože opravdu jako to, čemu dneska se říká umělá inteligence, e, před pár lety se tomu ještě říkalo strojové učení, tak už je tady jako delší dobu. Vždycky byl problém té vysvětlitelnosti. Ten si myslím, že pořád ještě není překlenut a tam si myslím, že ještě bude eh docela to bránit eh v určitých směrech, obzvlášť v klinice, v tomu vývoji. A eh rád bych se dneska taky pobavil, protože poslední dobou nad tím hodně přemýšlím, jestli vlastně je možné, tak jak se natrénoval teďka ten velký language model na jazyku a různých jazycích a dokáže vlastně podchytit nejen jazyk samotný, ale vlastně trošku aj stylem přemýšlení, protože vlastně simuluje trošku to lidský mozek, že jo, ty neurony a to myšlení. Tak jestli pro tu DNA dokáže platit něco podobného, protože vy jste říkali že DNA je v zásadě jako jazyk. Ano, jsou to písmena lineárně poskládaná. Na druhou stranu to, co se bralo ještě před 20, 30 lety, já jsem se to tak učil, je to krásné vysvětlení toho, jak nebo krásná ilustrace té DNA, že je to vlastně taková kuchařka, já říkám, jo, kde si pak přečtou ty recepty a potom ty rybozomy, to jsou ty kuchaři, tak ti vyrobí ty proteiny, ty jednotlivý a a a to pak něco dělá. A ono se zjišťuje, že to úplně tak není, že celá ta buňka a celej ten molekulární mechanismus funguje daleko složitěji, než jen tady jako přímým vlastně postupem. A eh nejsem si jist, jestli vlastně to, když simulujeme něco, co má představovat náš mozek, tak jestli je to optimální na simulaci té buňky. A na to bych se rád kolegů rozhodně zeptal.

Paní doktorka Plevová.

Tak já navážu, já si připadám tady trochu v menšině. e a nejenom pohlavím, ale i ale i eh zaměřením svojí práce. Já jsem původně vystudovala biofyziku a molekulární biofyziku na přírodovědecké fakultě, ale eh vlastně hned po magisterském studiu se převážila vlastně ta bio eh část v mém já oproti té fyzice. A je pravda, že už v prvním ročníku mě e v té v mechanice paní profesorka řekla u zkoušky, že jsem spíš intuitivní fyzik, ale eh každopádně já jsem eh spíš e na straně opravdu té biologické a na straně molekulární biologie a genetiky a vlastně eh postupem času jsem se začala čím dál tím víc věnovat diagnostice zejména v onkologii nebo konkrétně v hematoonkologii, kdy hledáme různé diagnostické markry a to hlavně na úrovni DNA, protože eh studujeme vlastně sekvence eh lidské DNA v těch nádorových buňkách. Eh, většinou jsou to změny, které eh tedy nejsou zděděné od rodičů, ale vznikají nově v té DNA, v těch nádorových buňkách a vlastně charakter a vůbec e počet těch změn může ovlivňovat to, jakým způsobem se bude vyvíjet to onkologické onemocnění daného pacienta. A to nás zajímá. Snažíme se najít nejlepší cesty, jak to určit jak to využít právě pro diagnostiku a tam už potom právě narážíme na to, že i když si člověk vzdá trochu těch výpočtů, tak zároveň se k nim dřív nebo později vrátí, protože v dnešní době molekulární biologie a genetika je v podstatě neoddělitelná od bioinformatiky a je potřeba už využívat nástroje, které umí zpracovat obrovské množství dat a proto právě eh využíváme různé bioinformatické nástroje a už i AI nástroje a už i v diagnostice se dá říct, že do té diagnostiky ta AI problematika proniká a pořád je to podle mě pro řadu lidí neznámá nebo v té diagnostice furt je to velká neznámá, protože sice víme, že to má velké možnosti, ale jaké konkrétně to až tak úplně jasné pro řadu lidí není. Takže Takže to je to je moje pole eh působnosti a eh já ai říkám, že přesto, že to může být pro řadu lidí na začátku nepřítel, tak je dobře ze svého nepřítele udělat přítele a naučit se ho využívat ve v prospěch vlastně eh diagnostiky a lidí a lidského zdraví.

Děkujeme. A pan Ford, máte slovo. E

moc děkuji za tahleta představení. Já na rozdíl od mých spoluparalistů tady nejsem biolog, nemám žádný biologický background, jsem spíše intuitivní biolog rigorózní biolog, ale můj background původně je ve fyzice. A eh já jsem se k AI dostal tak, že eh jsem si říkal, jaký je ten eh nejpodstatnější problém na s kterým bych mohl pracovat a říkal jsem si, že automatizace řešení problémů jako samotného, ten metaproblém řešení problémů, což je to, co dělá AI, co dělá lidský mozek, je to, co bych asi měl dělat. Moje práce na teoretické fyzice by pravděpodobně vedla k nějakým dílčím pokrkům v tom oboru, ale vyřešit ten metaproblém toho, jak se vlastně problémy řeší obecně, mi přišlo jako větší problém, e, na který se zaměřit. Takže tak jsem skončil v umělé inteligenci a pro mě umělá inteligence je ten hlavní předmět zájmu, nejenom analýzy, ale také vývoje. Takže já se věnuji tomu, že je stavím, trénuji, navrhuji. Takže se věnuj tomu věnuji tomu, jak je zlepšovat, ale můj hlavní výzkumný program souvisí s tím, že se snažím vysvětlit, jak interně fungují. Takže kolegové tady zmínili eh tu interpretovatelnost toho, jak ta, jak ten systém nějak generuje ty výsledky. Eh můj ultimátní zájem je mít něco takového pro umílou inteligenci obecně a chápat, jak produkuje ty odpovědi, které produkuje na nějaké úrovni, která mi brala by mi dala vhled toho, co dělají a jaké potenciální chyby dělat mohou. Takže to je zhruba tomu, čemu se věnuji. A jazykové moraly jsou jeden ten pilíř toho, čemu se věnuji, protože Momentálně jsou to ty asi nejchytřejší systémy na světě a zdá se, že fungují jako něco, co by se mohlo nazvat prefrontálním kortexem lidského mozku. Taková asociativní difuzní mašina, která je spíše než umělou inteligencí, umělou intuicí, což se zdá, že je ten těžší problém. A na základě ní můžeme postupně bupovat i logičtější, rigidnější, matematičtější systémy. Ale můj konkrétní zájem dnes je pochopit přesně, jak fungují tady ty umělé intuice nebo umělé inteligence, protože už dnes jsou potenciálně stejně dobré jako typický člověk ve většině doben, které intelektuálně řešíme a možná i o hodně lepší. Takže myslím si, že jako momentální teď jsme v době, kdy jsme víceméně v paritě s umělými inteligencemi, což asi nebude dlouhý moment v historii, ale e to pro mě ještě víc zdůrazňuje to, jaká je urgence toho pochopit, jak fungují.

Já bych možná navázal takovou doplňující otázkou, která tady vlastně už zazněla a která mi přijde mimořádně zajímavá a eh to je, že pan Bystrý zmínil to, že jaksi my vidíme, že v té bunce je to všechno složitější a nevím, jestli jestli ještě platí vůbec to centrální dogma biologie, že DNA dělá RNA a ty dělají proteiny. Eh, a že vlastně vy jste se ptal, jestli něco systémy, jako jsou třeba ty generativní modely, které nějakým způsobem napodobují činnost lidského mozku, se vůbec hodí k nějakému hlubšímu pochopení eh toho, co se odehrává v té bunce. Vy jste zmínil, že to je spíše umělá intuice, než umělá inteligence, takže hodí se k tomu nebo ne?

Já bych řekl, že skoro určitě, že asi libovolná sekvence eh symbolů, která v sobě má nějakou pravidelnost. E ta pravidelnost je potenciálně objevitelná automaticky pomocí umělé inteligence. To je podle mě ten největší potenciál toho, co umělá inteligence dělá, což je jakoby vytváření efektivních teoretických popisů na té správné úrovni komplexity. Abych se vrátil ke svému fyzikálnímu začátku, tam se mi zdálo, že ten hlavní filozofický komitment, co máme, je redukcionismus, pochopit co nejhlubší zákony v těch nejmenších struktur a z nich extrapolovat nahoru po tom žebříčku eh zo toho jako zoomování od toho systému. Problém je, že typicky popis kvarků, elektronů, protonů není vhodným jazykem pro popis třeba vln na moři nebo nějakého jako emergentního systému, který nás reálně zajímá. A myslím si, že umělá inteligence je právě automatický způsob, jak objevit nějaké efektivní závislosti a popis na té správné úrovni komplexity. Takže podle mě tam je velký potenciál najít nějak automaticky ty vzorce. I když si myslím, že pravděpodobně DRA je díky evolučním tlakům, které eh byly na ní, já jsem hodně amatérský biolog, takže jak si to představuji, je, že ty constraints, které používala evoluce jsou hodně jiné než to, jak vznikal jazyk. A tudíž je možné, že ta informační hodnota a způsob zápisu informací v rámci DNA je hodně jiný a že se to možná podbá více nějakému zašifrovanému textu, než jako textu, který se snaží přenést co nejvíc informací nejefektivějším způsobem. Takže si myslím, že je tam jako nějaká empirická otázka kolem tady toho, ale nemyslím si, že je nějaká fundamentální bariéra, proč bychom neměli informačně bohatou sekvenci e pochopit automaticky pomocí modelů, které jsou dobré v chápání lineárních sekvencí, což jsou jakoby ty jazykové modaly, které máme. Ten jazyk je tam druhotná věc, na které zas tolik nezáleží. Je to spíše jedna z možných sekvencí. Úplně stejně to chápe matematiku, programování nebo jiné typy zápisu kódu.

Měl jsem dojem Jana Pačesa, že by chcete reagovat?

Musím, nemůžu to vydržet. Eh jo, jasně. Je to lineární záznam informace. Problém, kterej by mě zajímal, jak na to tyhlety systémy reagujou, je, že v DNA neseme obrovský množství starý zátěžek, která se postupně rozmazává a ne jaksi jí nezbavujeme. Přitom to není randomníš Tak jsou to věry třeba, který nás napadly, naše předky, ale předky, který máme společný třeba se šimpanzem a ještě ještě dále do historie a sedí v tý naší DNA a je jich tam dokonce víc než to, co kóduje proteiny. Tak jenom pro představu, pro ty, který už to zapomněli ze školy, tak DNA člověka má 3,3 miliardy písmenek ve dvou teda kopiích. Všichni jsme si z 99,9 % podobní, ale z těch 3 miliard jenom 2 % je záznam nějak nějakýho proteinu, kterej potom dělá barvu očí nebo nattahuje svaly nebo staví kosti. Ale těch 98, tak tam jsou ještě nějaké regulační oblasti, které to zapírají ve správný okamžik. Ale jeden zbytek to jsou relikty historický, prostě nepořádek jako na půdě nebo v šuplíku, kterej ten genom neumí uklidit a tak tam postupně jako stárne a degraduje. Takže ta otázka, kterou třeba vlastně teďka v tý biologii řešíme, na čem by se takovýhle umělý inteligence měly trénovat i na tomhle tý degradov informaci a nebo je potřeba napřed vzít opravdu tu, který rozumíme. Tak to to mě to miá hrozně napínavý, jako jak to je.

Můžu jenom ta degradace je zajímavej aspekt, protože ta data, na kterých se třeba velký jazykový model jako GPT4 přetrénovává, jsou extrémně náhodná a extrémně špatná. Takže je tam docela analogická situace v tom, že typická věta nebo typických 1000 slov z té datové sady pro předtrénink těch modelů by vypadala jako náhodná konverzace mezi eh lidmi na Reditu nebo něco takového a a informační hodnota tady těch věcí nebo velká část z nich jsou nějaké lineární zápisy tabulek třeba z Excelu nebo úplně náhodný v podstatě šum. Ta informační hodnota na každou tu větu je extrémně nízká, ale zdá se, že ten jazykový model během toho tréninku, aspoň moje interpretace je, že získá něco jako fragmenty kognice, nějaké elementární kognitivní operace, které se pak dají složit dohromady do něčeho komplexnějšího a ty další fáze toho tréninku, které jsou o hodně omezenější a mají o hodně menší množství dat, ale o hodně kvalitnějších dat, tak ty pak vedou k tomu, že se to nějak syntetizuje do hromady v něco, co se chová jako konzistentní osobnost a přemýšlí to lidským způsobem. Ale ty fragmenty eh těch vzorců, které jsou podle mě ty fundamentální dílky, ze který se skládá e to chápání toho modelu později, přichází z relativně nízkok kvalitního textu na začátku. Takže si myslím, jedna otázka je množství toho textu nebo množství těch dat. To by mohl být velký botlnek, ale pokud jde o kvalitu, tak ten typický e trénovací set pro jazykové mely také není moc kvalitní. Obsahuje hodně nějakého eh harampádí, jak jste zmínil,

takže se máme na co těšit.

Uvidíme. E po Vojtěch bystrý.

V tomto směru by mě přesně zajímalo, jestli tam není problém v komplexitě těch základních stavebních kamenů, kdy u toho jazyka přece jenom to slovo je nějak dáno a bylo vymyšleno lidmi ne až tak dávno a poměrně jednoduchým způsobem. Zatímco na úrovni té DNA, tam vlastně ty nejmenší fragmenty, my jsme si mysleli, že je známe a teď jsme zjistili, že je vlastně moc neznámé. Ono to dává trošku smysl, protože tady vlastně asi 500 milionů let náhodně se jenom tak šoupalo do toho a ty buňky se nějak tvořily a úplně vlastně jenom to, co fungovalo, tak jako probíhalo dál. A já se nejsem jistej, jestli vlastně na úrovni úplně té nejnižší vrstvy je tam něco, co je odhalitelné jako základní principy na úrovni celé DNA. Na úrovni proteinu tam celkem evidentně je, protože už existuje Alphafold a funguje to velmi dobře, ale na té komplexní, že by se dokázal zdnát celý ten fenotyp, já doufám, že jo. Ale nejsem si úplně jist, jestli se do toho nebude muset zapojit i nějaká kvantová mechanika na na úrovni té buňky. Fakt nevím. A druhá věc je teda, že za eh že na úrovni množství těch dat jsme ještě jako strašně pozadu, jo, protože když bereme na čem se trénoval eh třeba GPT, nějaký ty kohorty, e já přiznávám se, že nevím kolik to je, ale jsou to

15 trilionů tokenů pro Lamu 3 teďka nejnověji.

No, ale ale kolik jako kdyby tak textu e je tam dát

eh možná 1000 Wikipedií e nebo něčeho takového.

Jo a teďka v tuto chvíli, jestli máme nasekvenováno, kdy tak milion genomů na světě, možná dva už budou, tak to to je prostě úplně jako ještě ještě procento toho, co co by bylo potřeba, si myslím. Takže i ještě to není ani jako otázka, ale i když ty data budou, tak si nejsem jist, jestli to, jak je nastaven model, ta neuronová síť, jestli principiélně vlastně dokáže toto rozlišit.

Paní Bvová, ano,

já jsem na to chtěla zareagovat, protože že my se vlastně pořád bavíme o lineární DNA, ale e ono je to ta vlastně ta DNA není lineární v té buňce a ve chvíli, kdy se právě do toho přidá to, že ta DNA je v té buňce nějakým způsobem smotaná a to jakým způsobem je smotaná určuje to, jakým způsobem se přepisuje. Ono to centrální dogma molekulární biologie, že z té DNA to jde do té RNA a pak až do těch proteinů, tak pořád vlastně platí. A eh díky tomu, že ta DNA je nějak stočená a může interagovat e nějaký element, který ovlivní, jestli se konkrétní gen bude přepisovat nebo ne, tak to nám vlastně jako ta lineární sekvence úplně neřekne a to přidává tu další velmi výraznou komplexitu eh do toho problému. A proto si myslím, že to nebude, neříkám, že to není reálné, možná to někdy v budoucnu bude reálné, ale to si myslím, že to je to, co výrazně zesložiť eh tu situaci a a eh zkomplikuje to, aby ta buňka šla nějakým způsobem namodelovat

tohle. I ještě se k tomu vrátíme tady k těmhletěm teoretickým otázkám, komplexitě a podobně, ale já bych vás možná vyzval, jestli byste nejdřív nám, lajkům nepředstavili, co se teda už povedlo. E jste zmínil třeba Alpha Fold, četli jsme o tom, že vlastně Krisper, metoda genetických modifikací, už využívá umělou inteligenci pro návrh právě toho systému. Tak jestli byste mohli představit publiku, kde už ta umělá inteligence do té biologie vstoupí, A a čem i těch bystrý,

pokud nebereme trénovaná data na eh jazyku, tak asi ten největší impakt poslední doby ostatně je ten Alpa Fold, což je nástroj natrénovaný, který dokáže předpovědět právě ze sekvence proteinů. To znamená posloupnost těch aminokyselin, které se zase dají už přímo přeložit. To ten genetický kód, to známe už 80. let. E se dají přímo přeložit z toho písmenek genů se přeloží písmenek aminokyselin a na základě toho pak to byl takovej ten svatý Ál té molekulární biologie si pamatuju ještě někdy koncem 90. let, kdy jsem nastupoval na školu, tak to bylo takový, že kdo vyřeší, jak poskládat tu 3D strukturu z té 1D sekvence, takže to bude prostě výhra. A to se teďka podařilo a nepodařilo se to na základě toho, co si hodně lidí myslelo, že to tak půjde, že pomocí nějaké kvantové dynamiky vlastně nasimulujeme, jak se ty molekuly těmi vazbami tam skládají. Ale místo toho se vzalo akorát spoustu spoustu už známých struktur, které experimentálně byly vyřešeny a k tomu ty sekvence a prohnalo se to přes tady nějakou krásnou nevronovou síť nebo transformer a dokáže nyní predikovat v podstatě ten model, ty struktury lépe, než to dokážou ti krystalografové, ti experimentální vědci, což je jako úplně neuvěřitelný. A e před těmi dvěmi lety, kdy toto jako vyšlo ven, tak eh se řešilo, že to teda bude řešit hodně problémů a se to ai trošku přehánělo, že to bude řešit všechny problémy v biologii. Není to úplně tak, ale například potom z toho ten výsledek to, že jsme schopni nasimulovat, jak se nám bude chovat ten protein, když ho nějak oeditujeme, když v něm bude nějaká mutace, jestli bude více nebo méně patogenní, tak bez toho, aniž bysme to museli experimentálně zkoušet, tak to jako je velká síla.

A jenom k čemu to jde využít? Teoreticky vývoj léků nebo

eh vývoj léků je asi jako velmi dobrý příklad. samozřejmě základní výzkum na úrovni eh proteinu a například teda já konkrétně využívám takový derivativ toho alpafoldu, který se jmenuje Alpha Missense, který právě predikuje, jak moc nějaká mutace ovlivní strukturu toho proteinu na základě toho velkého modelu. Takže v tu chvíli já, když pak u toho pacienta v těch datech vidí člověk, ano, on má tady mutaci v nějakém genu brka 2, tak mně to řekne buď to tam, protože on může mít tu mutaci v nějakém genu a ta mutace může vadit a nebo nemusí. A tady na základě tohoto modelu jsme schopni říct, ano, tolencto je potenciálně patogenní varianta, která může způsobovat tu nemoc, co ten člověk má a nebo ne. Todlencto je binanta, která vlastně nevadí. Tak to je taková jako velká síla, kdy se to dělalo se to různými způsoby, ale tento je asi nejlepší v tuto chvíli.

Můžu jenom malou věc. Eh, zajímavostí může být, že v tom týmu Alpafold, což je docela malý tým 10 až 20 lidí, je jeden Čech, můj spolužák Skej Bridge E, Augustine Gedek se jmenuje, takže podle mě, jak jste říkal, nebo já minimálně cítím, že to je pravděpodobně něco, co se získá na balovu cenu. Jednou tady ten výsledek a je zajímavé, že eh máme také jako českou reprezentaci v tom týmu, který to postavil Jan Pes. To vlastně ještě jsou ty umělé inteligence, ne toho generativního typu. Tady pořád se snažíme spíš zjistit, jak to vypadá, než bychom z toho tolik predikovali. Ale právě ten článek, který e se zmiňoval tady na začátku, tak ten je o tom, že použili nějaký už zase novější modely toho Alpafoldu. A vrátím se zpátky k těm krisprům, což je ta technologie, která vám dokáže ustřihnout tu v tý DNA vyměnit jedno písmenko z těch našich 3 miliard. Teďka je velký halo, že bude genová terapie na eh betatalasemii a eh srbkovitou anemii. A to je opravdu jedno jediný písmenko z těch třech miliard rozbitý, víme, který. A je schválená teďka pár měsíců první eh jako léčba na toleto genetická, kdy se ty krvinky odeberou, kdy prekurzory krvinek, v nich se to opraví a pak se vrátí zpátky. tomu pacientovi. Tydlety genetický nůžky, ty jsme si půjčili od bakterií a bakterie to mají jako ochrannej mechanismus, aby tu cizí DNA, kterou někde najdou eh ve svým okolí, tak aby ji rozstříhali, aby náhodou nedostali té špionážní práce, aby nedostali cizí informaci do sebe, podle který by pak dělali něco špatnýho. Tak oni se bojej cizí informace a mají na to tyhlety nůžky, ale tyhlety nůžky jsou skvělý na takovouhle obranu, ale nejsou tak úplně dokonalý na to, na co bychom je my chtěli použít, opravit to v tom pacientovi. A ta kde je ta E teďka udělala velikou věc, uvidíme, ještě to není ani recenzovaný, vyšlo to před dvěma dny, že eh navrhla lepší ty krispry, tak jako to ty textový navrhují text a možná už třeba básničku navrhnou líp než ten autor. Třeba já kdybych napsal básničku, tak bych asi prohrál soutěž s umělou inteligencí. Tak tady ta umělá inteligence navrhla ty nůžky vhodnější k tomu štípání. Navrhla jich 50 a polovinu z nich už opravdu ti autoři teda biotechnologicky vyrobili a vyzkoušeli, že opravdu fungují líp, než to, co máme v tý přírodě. Tak to je e to je takový opravdu skok, který je nečekaný, že že dokážeme nejenom, že dokážeme pochopit ten záznam, jak je v tý přírodě, tam ještě pořád nejsme, ale doufáme, že se tam dostanem, ale dokonce i s tím nepochopením, tak už dokážeme navrhovat, jak a vylepšovat tu věc, e, než tak, jak se vyvinula za tu dlou za ten dlou í čas přírodě. Tak to je jeden z těch příkladů eh vlastně úplně novýho použití modelů, který nejsou jazykový. Je to teda ten proteinový model, ale evidentně se naučil chápat ty proteiny dobře.

Paní Plevová, mě zaujalo v tom vašem úvodním příspěvku, když jste mluvila o té diagnostice, já třeba vím z prostředí radiologů, že tam když se umělá inteligence naučí, tedy na správně okomentovaných snímcích z rentgenu, tak tam má poměrně spolehlivé výsledky. Vy jste mluvila o tom, že to je tak trochu i nepřítel, s kterým je třeba spolupracovat, ale Jak tady dnes eh vypadá to zapojení umělé inteligence do diagnostiky, tedy nádorových onemocnění v daleko větším detailu, než jsou nějaké radiologické snímky právě na té buněčné úrovni. Tak jak už se tam třeba podařilo odhalit nějaké nové vzorce, které lidské oko neumělo do té doby vidět?

Já bych se zastavila už tě u tě ještě u těch zobrazovacích metod, protože tam opravdu už ty nástroje eh které by dokázaly vlastně z obrazových materiálů, ať už z kolonoskopií nebo nebo eh z mamografu třeba, tak umí opravdu najít drobná nádorová ložiska lépe než lidské oko. A to jsou systémy, které už se v dnešní době testují. Testují se i u nás po České republice. Eh, neřeknu vám konkrétní pracoviště, abyste eh, jak ne, že bych nechtěla, ale eh vím, vím, že je prostě těch pracovišť je opravdu několik, eh, která to opravdu testují tady ty nástroje. A co se týká té buněčné úrovně nebo úrovně DNA, tak to je to kde kde eh my to využíváme tím způsobem, že když se sekvenuje lidská DNA, e, když už ten vzorek přijde a vyšetřujeme buď tu zárodečnou DNA, kterou jsme právě zdědili od rodičů a nebo tu DNA jako somatickou, to což znamená, že to je to, co se vytvořilo v našem těle v průběhu života, tak nacházíme řady variant eh genetických. Dřív se tomu říkalo mutace, teď tomu říkáme varianta, protože eh ta mutace, kole kapače se smě, ale eh

lekce covidu zapracovala.

Měl být opatrnější a opatrnější.

Tady tato terminologie se do genetiky dostala pravdu už před covidem, ale eh ten důvod je právě to, že eh varianty eh v DNA můžou mít různý význam a různý dopad. Můžou být zcela benigní, což znamená, že opravdu nezpůsobují vůbec eh žádné e změny ani třeba v Expresi RNA. Eh prostě tam můžou být a a nic nedělají nebo dělají minimum a nebo naopak jsou patogenní. A to jsou ty varianty, které mají ten dopad, e, kdy víme, že prostě to je ta ta varianta, která může vést k rozvoji třeba karcinomu prsů v případě třeba brcagenu. Ale pak je tam poměrně široká skupina eh variant, které jsou e to z angličtiny variant of unknown significance, takzvané w varianty. Eh, a furt je to, e, dejme tomu třeba 20 %, když se člověk hodně dobře snaží, jsou na to precizně zpracovaná doporučení. jakým způsobem ty varianty hodnotit. A i když ta doporučení použijete, projdete si všechna ta kritéria, která musíte hodnotit a je jich docela hodně, e, tak vám pořád zbyde spousta variant, které prostě snadno zaklasifikovat e nejdou. A člověk musí studovat literaturu, procházet e různé eh i predikční nástroje, všechno možné. A je to poměrně náročná práce eh s tím výsledkem, že člověk občas má opravdu obavu, aby vydal nějakou variantu patogenní, e, nebo naopak benigní, protože obojí, pokud je to špatně interpretované, může mít eh zásadní dopad e na ty jedince, kteří se dozví e ten výsledek.

A odpovědnost nese

odpovědnost nese ten, kdo to eh vydal, no lékař teda v našem prostředí, ale lékař se řídí informací, kterou dostane u toho molekulárního genetika z laboratoře. A eh ta AI momentálně proniká právě do toho do těch postupů té interpretace variant. A existují nástroje, některé jsou volně dostupné. Je to jako super, protože řada diagnostických laboratoří v České republice je radši, když může mít něco zadarmo, protože nemá úplně na to, aby si to zaplatili ve velkém množství. Ale existují i placené verze, do kterých nahrávat e víc variant. Má to další funkce navíc, ale tady ty nástroje výrozně nám usnadňují to, jakým způsobem ty varianty interpretovat a dělají to docela dobře.

Nadím i ještě jednu doplňující otázku se vznáší ta otázka, že E, vlastně potom pracují genetici s nějakými černými krabičkami, do kterých úplně nevidí a musí věřit v tu interpretaci na základě strojového učení. Tak kdybyste k tomu měla nějakou vaši poznámku, protože mi přišlo, že tam trochu ten nepřítel v uvozovkách, jak jste řekla, asi vězí.

Ano. Ano, přesně. Myslím si, že v tom ten nepřítel vězí. E protože eh je samozřejmě optimální, když člověk zvládá dobře eh molekulární biologii a genetiku a zároveň je skvělejm programátorem a bioinformatikem, ale rarita taková není a lidí, kteří by zvládali obojí dobře, eh velmi dobře, tak je, eh, velmi málo a většinou se prostě člověk buď přikloní na tu stranu, že dělá dobře tu práci v laboratoři a eh rozumí líp těm datům, dokáže to třeba líp zkorelovat eh s fenotypem, teda s tím, jak se to dané onemocnění projevuje a nebo že to prostě dokáže napočítat a eh zná ty čísla, zná ten příkazový řádek, ale už mu nemá kapacitu mentální na to, aby dokázal se podílet na té klinické interpretaci. Takže v tom právě si myslím, že řada biologů dobrovolně zůstává eh s tím, že pracuje s blackboxem, eh protože prostě ne nemá kapacitu na to, aby to pojala.

Jan Pačes.

No, tady jsme narazili na zajímavý problém, protože žijeme v dobré době v tom slova smyslu, že máme ještě ty odborníky, jo. Tak dneska už víme, že ty AI třeba dokáží lépe klasifikovat nějaký fot geografie nebo nebo histologické nálezy, protože jich prostě viděla víc a to ale pořád ještě zatím musí být doktor, který převezme tu zodpovědnost a řekne, je to tak. A ten doktor tomu ještě těm obrázkům rozumí, protože to taky dělal celej život.

Ale za pár let už tydlety doktory mít nebudeme, protože kdo by dneska se učil pořádně rozumět histologickým obrázkům, když je jasný, že to dělá líp a já bych byl jenom ocásek, kterej teda, ale na kterým pak bude ta zodpovědnost. Takže to je něco, co bude obrovská změna, kterou budeme muset nějak vyřešit jako lidstvo, předat tu důvěru, teda delegovat důvěru, protože jak jsme se dozvěděli, ale já si taky myslím, že tak bude, že ta AI bude za chvilku dělat ty věci lépe.

Já na to zareaguju tak, že právě možná z toho eh vzniká ta obava řady lidí, že eh AI převezme naši práci. Eh možná některých z nás ano, eh bohužel to tak asi bude. Eh zároveň stále e doufám, že tím to otevře prostor eh pro to, abychom mohli dělat něco jiného, lepšího třeba a Ale ale třeba co se týká hodnocení těch genetických variant, tak tam eh stále platí, že je preferováno, aby se to vyhodnocovalo nejméně dvěma nástroji, protože jak jsem říkala, sice ty nástroje to v současné době ty vypočetní nástroje to dělají relativně dobře, ale eh stále je tam potřeba eh to kontrolovat eh protože nestává se výjimečně eh že by eh jeden na eh ten software vyhodil jeden výsledek. Varianta patogenní a druhý software vyhodnotí, že je benigní. Může se to stát. A pak právě tam pořád je potřeba toho člověka, který s tou interpretací má zkušeností, který opravdu musí tu interpretaci ještě dotáhnout a ještě stále v této oblasti je potřeba ten lidský prvek, jo, že bez toho to prostě nejde.

Stan za Ford.

Mně přijde, že ten argument s tím, že ten lidský expert dnes pořád umí ty histologické věci analyzovat a ale že v budoucnosti nebude, protože ty nástroje budou lepší než on nebo ona, mi přijde potenciálně nepravdivý. v tom, že já jsem byl celý život o hodně horší než kalkulačka v dělání aritmetiky, v počítání věcí a neměl jsem nikdy ani šanci být podobně dobrý nebo jako digitální počítač. A i přesto jsem se naučil, jak se dělá násobení eh velkých čísel vedle sebe a tak. Takže bych řekl, že jakoby ta pedagogická praxe toho, jak se člověk vyvine od těch jednodušších úkolů až k těm komplikovanějším a ta reálná ta ta hranice toho, co dokážeme dělat co nejefektivněji a nejrychleji. Možná spolu ne nutně soutěží, že já pořád se učím matematiku od píky i přesto, že už asi od bebit od mechanických počítačů 200 let zpátky jsme to dokázali dělat rychleji a levněji a efektivněji.

A zároveň taky abych trochu pšoval zpátky na ten blackbox argument, mně přijde, že ty black boxy používáme skor všude, že já když mám jako hypotetický biologový mikroskop nebo něco takového, také nevím, jak přesně e vím zhruba, jak funguje. Podobně jako vím, jak zhruba funguje eh ta neuronová síť, ale nevím přesně, jak jako upravuje obraz nebo odstraňuje šum nebo jak přesně ta čočka magnetická ověř funguje a tak. A zdá se mi, že hodně vědců dnes už e e, závisí na hodně blackbox nástrojích, které používají v astronomii třeba, ve které jsem chvíli pracoval na začátku mého doktorátu, se používají obrovské simulace k tomu, abychom nasimulovali vývoj vesmíru s různými počátečními podmínkami. A my sice rozumíme těm zákonům, které do toho vstupují na začátku, ale pak provedeme miliardu kroků mezi těmi zákony a tím výstupem, tím, že třeba vidíme spirální galaxii, která se objeví v té simulaci.

A eh podle mě tady to naráží na zajímavé aspekty toho, co jako znamená pochopení nebo co je filozoficky to, co bychom chtěli mít, protože Třeba v té fyzice chápeme, že to pochopení je docela hluboké a fundamentální a i přesto ty důsledky těch zákonů, které chápeme, třeba Newtonových zákonů a které třeba vidíme na obloze spirální galaxie například, nejsou úplně přesně odvoditelné z těch zákonů samotných a potřebujeme těch miliardu kroků simulace mezi těmi zákony a tím důsledkem. Takže podle mě pochopení nebo nějaká interpretovatelnost přichází v různých formách a jeden z těch aspektů je, kolik kroků musím provést mezi tím fundamentálním zákonem, tím popisem a tím důsledkem. A čím víc kroků mezi tím, tím méně př U je to propojené. Já třeba, když vidím kivadlo, tak chápu, proč se kyvlo kýve tak, jak se kýve na základě newtonových zákonů.

Ale třeba ty spirální galaxie na obloze, to, že jsou přímým důsledkem Newtonových zákonů, jsme nevěděli až do asi 20 let zpátky, protože jsme prvně v simulaci dokázali vidět spirální galaxii. Nebylo to něco, co jsme nečekali. Ten prior byl hodně vysoký, ale závisleli jsme na black boxu, který nám to ukázal, že tohleto přesně je ta konsekvence těch fundamentálních zákonů. Takže mi přijde, že vůbec ten důraz na to pochopení tedy je dobrý a jako vědec s tím hodně sympatizuji, ale Asi jsem eh během posledních pár let ztratil ten důraz na to, že to pochopení je to fundamentální, to, co potřebuji, že to, co často chci, jsou predikce. A pokud to pochopení vede k dobrým predikcím, tak je to skvělé.

Ale pokud k těm predikcím vede nějaký blackbox model, který očividně dělá něco ověřitelně správně, třeba ten alpha fold, jak jste zmiňovali, že je prakticky použitelný, tak ne nutně si řeknu, je to asi horší, radši bych to pochopil, ale myslím si, že je reálně možné, že hodně zajímavých důležitých systémů ve světě nemá něco, co vypadá jako pochopení, které je natolik kom kompaktní, abych ho chápal jako pochopení, ale zároveň toolik prediktivní, aby mi stálo za to. Myslím si, že je možné, že to pochopení může být obrovské. Je to plná kniha zákonů a to trochu predikuje to, jak se třeba chovají proteiny, ale není to něco, co by můj mozek vnímal jako nějaké krystalické pochopení toho, jak ten systém funguje. A jak teďka zmenšuji tu velikost toho pochopení nebo toho toho popisu, tak ztrácím tu prediktivní sílu.

E, to pochopení je čím dál tím méně důležité a myslím si, že potenciálně neexistuje ten sweet spot, kde je to natolik malé, aby to pasovalo do mého mozku a a bylo to pro mě pochopením a zároveň natolik prediktivní, aby to stálo za to, že možná Newtonovy zákony a fyzika jsou špatný příklad, že možná tom jsme měli štěstí s tím, že eh jsme našli něco tak kompaktního a tak prediktivního jako ty Newtonovy zákony, Einsteinov ravnice a tak.

Vojtěch Bystrý. Ano,

já vlastně souhlasím a jako, že bych se nebál úplně blackboxů. Na druhou stranu, v rámci klinických predikcí si myslím, že to bude naprosto zásadní věc pro to, aby to bylo uplatitelné v praxi. Protože tam, když si představíte, že kdybyste měli model, který bude z 95 % predikovat správnou diagnózu a jen z 5 % se mílit. A věděli, že ten doktor jenom z 80 % predikuje správnou diagnózu a z 20 % se mýlí, tak pořád těch 5 % toho modelu, který akorát nasypete data a on vám řekne něco a vy na základě toho budete toho člověka operovat, tak už jen legislativně je to strašný problém, protože tam není ten, kdo má tu zodpovědnost vlastně a tam jediný způsob, si myslím, že je mít nějakou způsob vysvětlitelnosti toho modelu. aby se řeklo, on na to došel proto a proto. Ten doktor to může říct. Ano, to s tím souhlasím, s tím postupem a vlastně vlastně to tak říct.

Můžem maličký komentář? Mně to přijde analogické, jak k samořídícím autům. Je to tak,

to je podobný problém. Ale reálně já třeba samořídící auta používám minimálně každý týden v San Francisku. Zavolám si je na aplikaci, jako kdyby to byl Uber nebo Bolt nebo nějaká nějaká věc. Ono přijede bez rigiče, já nastoupím, odveze mě do cíle, vystoupím stejně jako kdyby to byl řegič. Je to na 100 % black box. Já nemám tušení, jak to auto funguje. eh používá hodně neuronových sítí, které interpretují obraz e signál z leaderů z lasového měřáku vzdálenostti, který se točí nahoře a míří, jak daleko věci jsou i po tmě. Takže zdá se mi, že je to hodně ekvivalentní tomu případu v medicíně. Je tam také právní zodpovědnost za třeba potenciální nehodu. Takže tohleto je minimálně jako cesta, kde záleží na hodně malé chybovosti. Je tam právní zodpovědnost a i přesto se to dělá a rozvíjí.

Právní zodpovědnost za tu nehodu má kdo?

Nemám tušení, ale minimálně prak ale minimálně prakticky se teďka dělá, testuje, takže To asi nemůže být natolik velký problém v té cestě, aby to zastavilo ten vývoj. Takže to, že se jako v ulicích mezi ostatními auty používají, ukazuje, že to není nepřekonatelný nějaký roadblock nebo překážka.

Já jsem chtěla opravdu velmi velmi stručně reagovat se omlouvám. Eh, ve zdravotnictví jednoznačně zodpovědnost vždycky nese ošetřující personál. Tam se nemůže vymlouvat doteď,

ale ale nemůže se vymlouvat na blackbox a prostě je to je to, že jo, ten lidský faktor bude pořád v nejbližších letech e ten klíčový.

Já bych to chtěl trošku, tole je určitě důležitá otázka, ale chtěl bych to trošku posunout eh zpět k praxi. A sice pan Ford nám před tou přednáškou říkal, že ty velké systémy umělé inteligence jsou vlastně už na úrovni mozku, velkých savců, řekněme Ježška, že ježek, ale má spoustu, řekněme, balastů, který ho ta evoluce tak vymodelovala, aby jako přežil, zatímco ta umělá inteligence tohle nepotřebuje. E zároveň slyšíme, že to je trošku black box. Pan Ford se právě věnuje tomu, aby pochopil, jak to vůbec funguje. A teď tady máme tu praktickou stránku. Tak kde čekáte vy jako experti, že dojde třeba k nějakému průlomu? Bude to právě třeba v oblasti navrhování těch léků, nebude to třeba v konstrukci biologických zbraní, když slyšíme, že umíme podle eh sekvence už poznat trojrozměrnou strukturu proteinu. Eh, kde tedy čekáte, že nás to posune dál?

Jan Pačes.

Ano. Je. Je potřeba rozlišovat ty hlasy a pardon,

já si myslím, že to nejdůležitější, co nás čeká, že není potřeba z toho mít strach, že by ty umělý inteligence dokázali navrhnout něco obzvlášť vošklivýho, jako biozbrání. To umíme i bez toho, jo. Takže to na to nepotřebujeme žádnou umělovou inteligenci. A ta příroda toho vyrobila tolik, že i když se poučíme od ní, tak můžeme napáchat škody velký. Ale to, co mně připadá, že bude hrozně významné a o čem možná by bude i zajímavá diskuze, je, že Když se dělají ty jazykové modely na jazyku, na tom, tak tam je opravdu ta přirozená velikost toho tokenu. Je to to slovo, tak jak vznikly. A u tý DNA to nevíme. Tak na úrovni proteinů to jsou třeba tři písmenka, ale možná, že v té DNA je uložená ta informace jako vícevrstevně jako ty dlouhé interakce, jak se navzájem ovlivňují, což třeba v tom jazyku tolik není. A že tam by mohl přijít nějaký hrozně zajímavý průlom, že najednou nám ty to obrovský množství dat, který my v tý biologii taky máme, jak se ty buňky chovají. Dneska už ty technologie umožní číst genetickou informaci jedné jediné buňky. I to, který geny jsou tam zapnutý, jak se ta buňka mění, to jako něco, co před pár lety si člověk vůbec nedovedl představit. Těch dat je hodně, ale pořád skládáme. Je to spíš taky jako když máte ty puzzle a teďka z těch malejch kousků to skládáte, ale pořád ještě nevidíte ten celkový obraz. A tam si myslím, že to bude, že najednou najednou teda přijde někdo, možná nebudem chápat, jak on to vidí ten celkovej obraz, ale že se zjistí, že tam ten celkovej obraz opravdu je. že neskládáme jenom nesmyslný šum a že to všechno zapadne do sebe a dá se tam takhle ten, znáte ten pocit, ten poslední kousek takhle do toho obrázku, jo? Tak e na to se moc těším a to je na dohled teda, si myslím,

co to bude znamenat, jako co v tu chvíli pochopíme

pořád ještě tu biologii my jako vědci taháme e jako za za krátkou část toho provázku. Prostě neumím, ne nerozumíme ty biologii, nedokážeme napredikovat, neumíme léos vyléčit, nevíme, proč se něco děje tak, jak se děje. A To si myslím, že prostě tenhleten systém začne fungovat. Já nevím, třeba z toho budeme mít model takový buňky v počítači, kde to bude muset mct všechno otestovat a nebudeme muset na pacientech zkoušet, jestli tahle chemikálie to změní nebo ne, protože to dáme do toho modelu a on nám to rovnou řekne, že to změní nebo ne. Takhle takhle si myslím, že to to bude ta změna velká pro medicínu, ale hlavně si myslím, že to bude ta medicína bude opatrná. To je pořád je to přesně tak. Je za to zodpověd a s tím na to zdraví, na sebe sama jsme cit Ale biotechnologie. Dokážeme třeba nechat vyrábět bakterie nebo kvasinky, nějaký plasty eh na požádání. Jo, ještě v souvislosti s 3D tiskem to úplně si dovedu představit, že budeme umět dělat takovýhle věci.

Já t můžu jako s tím bych souhlasil na na té úrovni těch biotechnologií, protože tam se bavíme zas taky je buňka a buňka, jo, buňka bakteriální, která ještě je jenom taková, že vlastně je navržená na to, aby třeba chroustala plasty nebo něco metabolizovala. To si asi dokážu představit, že by se nasimulovat dalo. A v tu chvíli opravdu, kdyby byla simulace procesů všech v té buňce, tak je to úplně jako neuvěřitelný a pomohlo by to i v těch smyslech. Kdyby byla ta stejná simulace na úrovni eh eukariotických buněk jako těch lidských a ta ještě nedejbože s nějakým mikroprostředím, tak to by bylo jako úplná bomba, protože to by se fakt dalo léčit skoro od počítače. Ale tam teda nevěřím, že tam jsme jako moc blízko ještě, protože pořád v tuto chvíli všechny tady ty klinický věci, co jsme se bavili, DNA, ta Tak tak my nevíme mechanisticky, jak to funguje. Občas trošku, ale 99 % bych řekl veškerých tady těch klinických dopadů je na statistické úrovni, že my víme, že když je nějaká změna, tak potom ti lidi s větší pravděpodobností jsou nemocní. Když je jiná změna, tak oni nejsou nemocní. Když mají tuto změnu, tak mají modrý vlasy. Ale nevíme proč. My nevíme, jak to tam funguje. Jo, já jsem řeknu modrý, že to zase asi ne, ale modrý oči jsem chtěl říct a nebo černý vlasy, ale to nevadí. Eh, tak že nevíme proč, jo. Je to všechno jenom statistika a kdyby se tam doplnil tady právě nějakým tím modelem to proč, jak vlastně to mechanisticky funguje, tak to to by jako byl úplně neuvěřitelný posun. Ale já teda jsem trošku skeptik v tom, že si nemyslím, že by to bylo v řádu eh řekněme let než.

No, protože si myslím, že ta úvaha není úplně správná v tom slova smyslu, že ta DNA tam není úplně přesně zapsáno, jak ten člověk má vypadat. Ano, je tam zapsáno, že budu mít pět prstů, ale to, jak přesně vypadáme, to je interakce tý DNA s prostředím a to je pokaždiný, protože ta ta jist Co ta tam není? Nemůžeme říct. Tak tydlety čtyři písmenka vždycky způsoběj, že mi vypadne tenhleten vl, protože záleží na tom, jestli fouká vítr nebo padají kyselý deště nebo já nevím co všechno ještě. Takže to není takový návod jako návod na budovu. To je spíš návod na to, jak reagovat na prostředí a prostředí mohou být různá, ale v tom by ty AI modely jako Blackbox mohly být výborný, protože tam by to možná bylo všechno obsažený. My bychom jistě mechanisticky nevysvětlili, jak to je, ale mohli bysme tam šťouchnout a vypadnul by z toho správnej výsledek.

Říkám, Pačes, když vás teď poslouchám a teď myslím všechny, ale hlavně teď co bylo spadlo i ve vztahu k tomu prostředí a k tomu, že ty jazykové modely eh pro ty ten jazyk DNA je v něčem nepochopitelný i s ohledem na ten odpad a tak. Tak a ve světle toho e článku nebo toho propojení Chris Prus umělou inteligencí, řekli byste, že vlastně možná vstupujeme do nějaké nové evoluční fáze právě pod tlakem umělé inteligence, která dokáže rozkrývat ty eh řády, které jsme dosud neviděli a nějak nově působit skrze i genetiku. Vím, že to je jako trošku big picture a asi jsme ještě daleko, ale

na tuhle odpověď se nehlásí někdo jinej.

Trochu mi tam ty puzle vyvstávají. Jo, možná ten obraz je jiný. Stanislav Ford.

Mně přijde, že jsme do nové evoluční fáze e v podstatě vstoupili s tím, že vývoj světa, organického života, přestal být závislý jen na evoluci, ale začal být kulturně podmíněn. Přijde mi, že jako v té nové fázi jsme posledních pár tisíc let, co stavíme civilizaci. To byl ten hlavní zlom, když se podívám na ten big picture, že jo. Tak e miliony let jsme byli opice, který neměli žádnej vliv na prostředí. Měli jsme malej počet jedinců na hranici vymřední skoro neustále a pár tisíc let potom, což je z tý škály milionů let, eh, v podstatě takeof jako singulární, že z ničeho na nic eh máme schopnost ovlivňovat ostatní život. V podstatě kdybychom chtěli, tak vyhladit celý druhy, což není jako pozitivní věc, ale ukazuje to, jak moc velkej vliv máme na svět. Měli jsme eh zástupce našeho druhu, který chodili po povrchu měsíce a pravděpodobně jsme postavili něco, co je podobně chytrý jako my a bude ještě chytřejší. Takže Z pohledu toho dlouhýho časovýho horizontu si myslím, že ten hlavní zlom byl, když jsme začali akumulovat kulturní a civilizační znalosti, ne skrze evoluci, ale skrze extrémně hloupej, nepředvídatelnej proces toho zkoušení různejch variant, kterej nemá žádnej jakoby foresight v tom, že on ten evoluční proces, pokud to chápu správně, je extrémně dobrej tvůrce života, e, protože má hodně příležitostí zkusit různ varianty, ale nemá skoro žádnou schopnost vidět dopředu, což je docela velkej rozdíl s tím, jak navrhujeme inteligenci dneska v počítačích, protože mě po takzvanej gradient desense, takže ten systém jakoby vidí trochu dopředu, kterým směrem by se měl trochu upravit, aby se zlepšil. Evoluce tady ty věci musí zkoušet úplně náhodně a ty prostory, ve ktereých se tady ta náhodná explorace provádí, jsou extrémně vysokozměrný, což znamená, že ten proces evoluce je hodně neefektivní v tom sochařit život z neživota. Na druhou stranu náš způsob je o hodně rychlejší, náš jako lidskej ve tvorbě inteligencí umělejch. Takže já mám vlastně jako dva body. První je, že podle mě ten zlom nastal s tím, že jsme eh před 10 až 100 000 lety začali být lidská civilizace. a začali jsme akumulovat kulturní eh znalosti a přestali jsme bejt podmíněný evolucí. Mohli jsme trochu vyvstat z toho diktátu evoluce. Eh a druhej bod je, že jsme v nějakým slova smyslu trochu porazili nebo zlepšili ten evoluční mechanismus v tvorbě potenciálně v uvozovkách novýho druhu, novýho inteligentního druhu, protože ten mechanismus, kterej používáme, je o hodně výkonnější a schopnější e odhodu dopředu. Takže to jsou podle mě ty dva body, který v tom vidím z toho vysokýho pohledu

o těch bystrý.

Jestli můžu reagovat, tak Zaprvé naprosto souhlasím s tím, že jako evoluce pro nás jako lidi, otázka, který je ten přesně časový bod, ale se naprosto změnila v momentě, kdy jsme začali zaznamenávat svoje myšlenky. A vlastně v tuto chvíli ta biologická evoluce je naprosto pořád na na nějaké úrovni, zatímco ta naše kolektivní inteligence vlastně a kolektivní evoluce vystřelila až do vesmíru. A druhá teda pak další ten bod je teďka teda dneska s tím, jestli začneme už aj vlastně zpětně měnit teda e ten kód TDNA, což otázka, jestli budeme, děláme to u rostlin, což asi je v pořádku. Otázka, jestli se to bude dít u živočichů, eh to to jako je velká a jestli to můžeme, jestli je to vlastně správně nebo ne, to je tak asi velká filozofická otázka. Ale ještě bych chtěl k té myšlence těch sítí vlastně, že že jsme vytvořili něco něco inteligentnějšího nebo nový druh. Já já si furt jako, že to mám pocit, že to už je trošku posun mezi e, biologickým životem, který je nějak jako definován a potom vlastně to to, o čem jste mluvil, bych řekl, že je vlastně akorát jako kdyby revers entropie, že vlastně jako kdyby děláme eh systém z chaosu, jo, a že tady jsme možná vytvořili něco, co bude schopno to dělat samo o sobě do budoucna, což je taky jako zajímavý, jo, a možná, že toto bude teda jako za milion let vlastně ten zlomovej bod, kdy řekneme, aha, tady se něco odrazilo úplně novýho, co co doteďka nebylo, ale to to To uvidíme až za milion let.

Už ten malý bod. Já si nějak obecně myslím, že nějak fundamentálně nejspíš život e a všecky ostatní tyhlety věci pravděpodobně nejsou přímo závislé na tom substrátu, na kterém běží a že jde spíše než o nějaké jako na konkrétní e realizaci závislé věci, o konkrétní o nějaký jako specifický vzorec výpočtu, který probíhá. A to médium, na kterém probíhá, může být biologické, syntetické, křebíkové. Takže jako já nějak filozoficky asi nevidím úplně jakoby tu diskontinuitu. Chápu, že ten biologický život je úplně jiný, ale fundamentálně si myslím, že jde o nějaký jako vzorec výpočtu, který byl realizován v nějakém médiu, který které bylo k dispozici přírodě, protože neměla ocel, neměla polovodiče, eh neměla různé podobné materiály, ale nevidím úplně potenciálně fundamentální rozdíl mezi těmi věcmi, nejsem si na 100 % jistý, ale tak nějak cítím, že nevidím jako tu diskontinuitu mezi nimi.

To je vynikající úvaha. Jenom bych k tomu dodal, že být živý znamená mimo jiné, že je ten ten ta živá entita je o ohraničená v prostoru a v čase. Abyste mohli být živí, tak se musíte narodit a taky musíte umřít. Eh, až uděláme tydlety a je, tak možná, že ten konec tam není a pak je otázka, jestli to z definice bude ještě živý.

To bych možná měl otázku na kolegy biologii, jako musíme umřít, jako jak podstatná věc v definici života to je? Protože

vím, že to je velká otázka i v Silicon Valley a výzkum nesmrtelnosti a ale v biologii taky koneckonců.

Děláme všichni vědy o životě, ale ve skutečnosti nikdo neví, jak ten život nadefinovat. byl hrozně zajímavej. Bylo, když poletíme na Mars, tak toho jsem se účastnil někdy v roce 97, tak samozřejmě, že byla velká otázka, byl na Marsu život a teď se a jak ho poznat? Přiletíme tam, on to nebude ten náš život. Jak jak vymyslet stroj nebo něco, aby až přiletí na Mars, poznalo, že tam je něco živýho? A to byl problém, kterej vlastně nebyl nikdy pořádně vyřešen. Jak my poznáme, že něco žije? Tady si to tak můžeme mezi sebou říct, ale když potom půjdeme i v tom životě, který známe, na ty nižší hranice, tak pak máme různý parazity, pak máme nitrobuněčný parazity, který už ani samy nemůžou žít, pak máme viry, ty už asi nejsou živý. Ta hranice toho života je teda poměrně taková fazy, ne? Málokdo to umí říct. A poznat cizí život, který by byl jiný, než jaký známe tady, nevíme, jestli může být. To je teda těžká otázka a na to asi tady neodpovíme. Ale moc dobře se o tom přemýšlí.

Vy jste to právě uvrhli do takové těžké filozofické debaty, mně připadá. Jo. Ale s tím, co je živé a neživé, já si myslím, že pořád jako celkově to stvoření kolem nás nejsme jenom my lidé, furt jsou to rostliny živočichové, jste to zmiňoval, různé mikroorganismy třeba a tak. A eh toto zase já to třeba považuju za prostě přirozenou součást života. A zase si nemůžeme říkat, že přesto, že máme všechny super moderní technologie, které nám život jenom zlepší, takže prostě člověk přestává být člověkem. A s tím křemíkem je právě třeba z bod tu singularity, o kterém se mluví, mám docela obavu, že ta AI převezme vlastně tu vládu nad světem, nad lidmi a nad čím, co je tady.

Nebo nám třeba umožní opustit to biologický tělo a přesunout se do toho výpočetního.

A budeme pak třeba cítit, jo, bude jako jakým způsobem, když budeme uvažovat, tak

to se uvidí, jak nám to navrhnou, že jo. Když když nám navrhne, když nám navrhne dobrou počítačovou síť, tak budeme neuronou, tak budeme asi ji cítit.

Jo, mám hodně fundamentální a velký nejistoty kolem toho, v čem spočívá to, že já prožívám sebe tak, jako se prožívám. Takže bych určitě nevstoupil do simulace tím, že bych se nechal rozsekat a naskenovat. E, eh, takže já obecně bych nic takovýho nedělal. E, ale filozoficky mi to přijde jako zajímavá otázka, ale nějak intuitivně mám pocit, že bych nerad vstoupil do simulace tím, že mi někdo rozřežuje mozek na nanometrový čárky a nějak naskenuje a bude ho simulovat. Takže minimálně tak jako na tý bazální úrovni mám trochu to obavy z tohodle toho taky. Na druhou stranu jako nevidím fundamentální rozdíl mezi mezi těma věcma, ale i tak se bojím, že přijdu jako o to, co jsem já tím, že bych třeba vstoupil do nějakýho teleportu nebo do nějaký simulace.

Já jsem si teda upřímně řečeno představila, jak tady za třeba nějakých 300 let eh tady takovýmhle způsobem filozofují nějací roboti. Baví se o tom, co ti lidé jako ten historickej druh těch tvořitel.

No, to bude i byla tady velmi zajímavá otázka, co teda si myslíme, že by ta Eh mohla přinést jako to fundamentální zvěnu. Tak říkali jsme jedna možnost by byla, že opravdu to bude sice blackbox, nebudeme vidět, jak to pochopila, ale porozumí tomu životu. No a druhá věc je, že bude generativní, že třeba dokáže navrhnout něco živého, co nemělo předka zatím to se nám ještě pořád nepovedlo a bude to nejlepší z těch životů. Bude prostě výrazně, ne? Otázka je, co je nejlepší, ale jasně, jasně, ale to jsme zase u tý filozofie, my se z ní dneska nevyhrabem, ale že si dovedu představit, že bude schopná právě Protože to nemusí dělat metodou pokusu a omylu třeba navrhnout minimálně u těch kispův vidíme, že je dokáže navrhnout líp, než tak, jak je najdem v přírodě. A to je jenom jeden protein, ale možná, že navrhneme buňku, která bude kvasinku, která bude dělat takový pivo.

Tole si myslím, že je docela realita, jako ne, že to pivo teda možná taky, ale jako jo, Krisper a nebo

já bych chtěl kvasinku, kdy člověk ráno eh si vemme flašku s cukrem, nasype to tam do toho, v polne má pivo, k večeru už to bude víno třeba. No jo, no.

A kvasene se nikdo ne ptá tam to nevadí.

Mně vyvstává u toho otázka, jestli je dobře, že vždycky ta AI to udělá tím správným směrem, jo. Jestli ta evoluce, to, že jako postupuje pozitivně, eh něco ne jako nám neubírá, jo, protože si myslím, že je dobře nacházet i ty slepé uličky nebo jako v souvislosti s genetikou mě jako napadá, že i náš život obohacuje to, že některé věci prostě se nepodaří úplně optimálně. Jo, že že si myslím, že prostě i to i to negativní, co vlastně jako lidstvo prožíváme v řadě ohledech, ty negativní pokusy, tak jsou vlastně hrozně přínosné, ale zase beru to z toho lidského hlediska. Chápu, že možná AI to nezajímá, protože ta prostě chce postupovat dál a dál a vytvářet lepší a lepší kvality, ale pro lidský život si myslím, že to je velká hodnota.

Bychnou okomentoval, že tý evoluci to jde pořád dobře. Nejde. Ve většině případů se to nepovede. My vidíme to, co se zrovna povedlo, ale ve většině případů se to povede.

To je ten odpad, který zůstává pak někde,

ale ten odpad nám taky na něco pak je.

Stanislav Orti.

Já bych možná udělal konceptuální rozlišení toho, že ta AI není v žádném způsobu slova perfektní. Ona není eh ta metafora pro ten strojovou tu strojovou preciznost a tu slepou to následování nějakýho cíle. Eh to je hodně špatná metafora pro to, jak funguje AI dneska. Historicky to byla nějaká konceptualizace toho, jak budou fungovat počítače, když budou inteligentní, protože si lidi představili tu přesnou výpočetní sílu počítače. Ale dnešní jazykový modely jsou extrémně dobrý v tom, chápat, co třeba člověk implicitně myslí. Řekněme historicky byla taková metaforovej jako příběh, kterým taková intuiční pumpa. Eh, tak říkajíc. Lidé říkali, až budeme mít AI, tak to bude super. Budou třeba ty roboti hodně chytrý, ale my jim pak třeba řekneme, ať přinese kafe ten robot a ale už mu neřekneme jako nerozbij vázu cestou a nešlápni na dítě a nekopni kočku a takhle. A ten robot nějak nominálně splní ten cíl, přinese to kafe, ale protože jsme explicitně neřekli: "Neudělej to a neudělej to a neudělej tamhleto a ten robot nějak jako v tý metafoře nechápe, co lidi myslí implicitně, tak to zkazí. z toho lidskýho pohledu, ale dnešní jazyk výmr vůbec nejsou takovýhle. Oni úplně přesně chápou, co implicitně myslíme, když řekneme přines kafe nebo udělají něco. Oni jsou v nějakým smyslu o hodně lepší v chápání implicitního významu emocí a lidských nějakých intencí, než v tý precizní logický matematice. A v tom, co si představujeme, že počítač reálně dělá. Od někoho sice běží na počítači jako substrátu a jsou to emulace hodně difuznějších, metaforičtějších, intuitivnějších systémů. Takže to je možná zajímavá věc. S tím nedávno bohužel zemřel profesor Kaneman, který napsal tu knihu e, myšlení rychlé a pomalé a tam je zajímavá kapitola s experimentem s pálkou a míčkem. A to je taková jako úloha, že lidem řekneme, že míček a pálka dohromady stojí dolar 10, pálka je o dolar dražší než míček. Kolik stojí míček? Ligi typicky řeknou 0,1 dolarů, protože intuitivně odhadnou, že se ty čísla nějak odečtou. A když řeknete řeknete jazykovému modelu rychle mi odpovězt na tady tu otázku, tak první, co vyplivne, je tady ta špatná, logicky eh špatná odpověď, která ale intuitivně dává smysl. Když mu pak řekneme, přemýšlej nad tím déle a může si to rozmyslet v několika tokenech výstupů a až pak odpoví, tak podobně jako člověk s tím větším eh rozmyslem odpoví správně. Takže nějaké lidi to relativně donedávna nečekali, ale to chování těch umělých inteligencí, které jsou, které jsou dnes nejsilnější, které jsou postavené na jazykových modelech, v nějakém eh slova smyslu zdědily lidské logické chyby, které byly právě reprezentovány v těch datech nebo v těch jako typech přemýšlení a chovají se v něčem podobně i logicky eh jako lidi. Takže jenom jsem chtěl trochu korigovat tu logickou metaforu toho stroje. On se nesnaží nějak myopicky optimalizovat jeden cíl, ale v něčem je podobně nepřesný a podobně intuitivní jako člověk,

protože ho trénujeme na našich nepřesných výstupech.

Je to možné, ale není to jisté.

Tak možná až ty umělá inteligence, co vytvoří umělá inteligence,

to už dneska relativně používáme. Třeba já jsem spolautorem článku, který se jmenuje Constitutional AI, eh, kde necháváme dvě inteligence, aby se spolu bavili a eh vzájemně si kritizují výstupy na základě nějakého popisu, principů, které po nich chceme, třeba ať se chovají férově, ať nediskriminují a tak. A oni odpovídají a kritizují si výstupy a vzájemně si je revidují a pak na nich zároveň trénují a vytvoříme v podstatě takový jakoby takovou spirálu, která vede obě ty inteligence k lepšímu výkonu. Takže už dnes používáme výstupy umělejch inteligencí k tréninku, umělejch inteligencí.

Takhle se nacvičil ten ta umělá inteligence, co vyhrála GO, že jo, to hrála spolu se sebou.

Pě tak. Mm. Bez toho, aby kdykoliv vydělal lidskou hru. To tady pan profesor mluví o systému Alpha Zero, který vyhrál v extrémně těžké diskové hře jmen Go. Je o tom dokument na YouTubu extrémně dobrej. Deep Mind Alpha Go. Podívejte se, je to hodně je to dělan ve stylu sportovního dokumentu o nějakém velkém vítězství, ale ten systém nikdy neviděl libovolnou hru. E, ten původní ano, ale ten budoucí už ne. E, libovolnou hru, kterou by hrál člověk a jenom z pravidel a z hraní sám proti sobě se zvýšil na úroveň, která byla natolik vysoká, že jsme nebyli schopni měřit, jak dobrý v té hře reálně je. Takže z hry, která byla neporažená dlouhou dobu, nečekalo se, že další dekády bude poražena pomocí tradičních přístupů ve strojovém učení, jsme měli něco, co během 8 hodin tréninku, si myslím, přesáhlo světové velmi v úrovni a pak jsme nedokázali úplně přesně měřit, jak dobrý ten systém reálně je, protože jsme neměli žádný benchmark proti tomu. Ale všechny tady ty historické znalosti, ta hra je 1000 let stará, které jsme čerpali jako civilizace, ten systém znovu objevil během několika hodin výpočtů.

To je fascinující eh fascinující vyhledy do toho, jak to funguje, ale musíme dát také prostor našemu publiku, aby nám pokládalo otázky. Takže

první dotaz.

Mě by třeba zajímal váš vhled do eh věci etiky umělých inteligencí, protože samozřejmě u Open AI, u chat GBT Mid Journey, Dí se hodně řeší, na čem se ty modely trénovaly, že bez souhlasu autorů, ať už textu nebo obrázku nebo obrazového materiálu, vzali věci z internetu s myšlenkou, co je na internetu, to je všech a na tom se vytrénovali. A teďka se zpětně ozývají různí autoři, ať už textů nebo například obrazů, s tím, že nedali k tomu souhlas a nechtěli, aby se na jejich tvorbě modely neuronové sítě trénovaly. Jak se tohleto třeba řeší ve vědě? Ptáte se nějak těch lidí, jejich sceny? ať už e mozku nebo jejž DNA máte, jestli ho můžete případně použít k trénování těch modelů nebo se tohleto vůbec neřeší a je to ve jménu vědy. Jednou to bylo posketnuto, je to anonymizováno nebo

todle je mimořádně velký problém. Tak hodně záleží na státu. Jsou státy, kde je to přísné. Tady v Evropě zrovna my jsme na tom hodně přísném konci eh a kontroly a to se smí a co se nesmí, ale je to nevyřešená věc. Nevíme to. Pacient musí dávat informovaný souhlas, ale ono ta techn ie se vyvíjí tak rychle, že k čemu má dát souhlas, když ještě ani neví, k čemu to bude použité. To je je problém toho, že to se i u těch jazykových modelů zjistilo, že při správně zadaných promptech, přestože on si nepamatuje to konkrétní dílo, nemá tam někde uložený knížku, ale dokážete ho donutit, aby ji vlastně zreprodukoval z těch eh z těch nebo její části, že se pozná, že byla součástí toho. No, tak až se tole bude dít s pacienty, tak to samozřejmě bude taky problém a Příně řečeno, nikdo neví, jak to řešit, protože je tam moc úrovní, tak my už vůbec ani nerozumíme tomu, jak oni ty modely dělají. A když to pak ještě, představte si, že přejdete do parlamentu a tam budete říkat, že by se na to měl udělat zákon. Takže nevíme a je to opravdu problém, protože ta technologie jde podstatně rychleji než naše úvahy a než naše schopnost se prostě rozhodovat. No,

já k tomu ještě dodám, že mě k tomu hned napadlo takové to, že Amerika inovuje, Evropa reguluje, platí to na evropské úrovni úplně jako 100%. Eh, a je to i důvod, proč řada nebo vůbec AI, proč vznikla v Americe a proč vlastně se rozvíjí v Americe daleko víc než v Evropě. Protože třeba co se týká velkých genomických projektů, e, tak v Americe se to rozvíjí jako daleko rychleji právě díky tomu, že ta etika je míň regulovaná v Evropě. Nevím vlastně, jak moc to proniká mezi eh veřejnost, že existuje iniciativa milion evropských genomů a je to iniciativa, v níž se evropská nebo členské státy Evropské unie, alespoň některé, zavázaly k tomu, že nasekvenují milion evropských genomů, což by byl právě skvělý dataset právě pro analýzy, na který by eh AI mohla eh právě identifikovat ty různé varianty, které jsou nebo nejsou významné a podobně. A v současné době sice i Česká republika je součástí této iniciativy, ale i na té evropské úrovni se stále řeší že sice jednotlivé státy a jednotlivé pracoviště mají lidské genomy nasekvenované, ale pro účely tady toho nadnárodního výzkumu je nemůžou sdílet právě z důvodu etických a legálních, protože není právě ošetřené to, že lidé souhlasili ve chvíli, kdy se ten jejich genom sekvenoval, tak nesouhlasili s tím, že ta jejich DNA bude využitá v nějakých velkých databázích, e, na kterých se potenciálně bude dělat další genomický výzkum. Takže to je teď v Evropě opravdu velké velké téma. A my jsme tady do těch projektů zapojení a eh opravdu jako ta etika samotná, ta se řeší eh v podstatě léta. Eh ta iniciativa vznikla v roce 2017 a od té doby vlastně se jednotlivé státy snaží a opravdu data generují, ale ale reálně prostě nejsou ve fázi, že by je mohly eh nebo mohly ty státy sdílet.

Já ještě akorát k tomu doplním, souhlasím a ano, ta legislativa bude na dlouho a jenom akorát my tady řešíme problém trošku jiný, než je u těch eh language modelu nebo u u tě toho dalý, kde to není tak jako že bysme poznali a to je můj obrázek, který byl použit, jo, takže bysme poznali, je to je můj gen, tady tolecto, to já nechcu. Tam jde spíš o to, aby nebyli ti lidé identifikovatelní, jak říkal pan kolega Pačes, že že na základě těch dat, který poskytneme, jo, aby prostě nemohl člověk jít a říct ano, tady ten člověk asi žije tady v České republice a já si ho najdu. Protože bohužel na základě celogenového sekvenování to v dnešní době jde určit lidí jenom na základě té sekvence, takže oni se ne dají efektivně anonymizovat. Já si myslím, že v rámci toho učení ta anonymizace čistá půjde a že na to už jako metody jsou, ale pořád potom ta federativní učení bude poměrně složité.

Možná, že to byl špatný směr tý otázky. Vlastně bysme se měli zeptat vás jako dali byste tu informaci nám k dispozici takovou to je upřímně řečeno zákony to je jenom kodifikace nějaká společenskýho souhlasu. Takže eh to si musíme tady mezi sebou říct, co chceme. A jestli byste toho byli jako ochotný tu informaci nám dát. Učastníte se třeba nějakých takovýhlech studií. Je tady někdo? Jo, já taky jsem se účastnil dvou takovlech studií. Jsem zvědavej, kde ty moje data teda jsou. Teďka, když se o tom mluvíme. Eh, ale eh je to individuální věc, jak si to každý rozhodne a pak musíme dojít k nějakýmu společenskýmu konsenzu. Nebude to jednoduchý.

Já bych právě jako zdůraznila to, že třeba já vidím pořád eh velký benefit a potenciál v tom, abychom ty genomy sbírali a analyzovali. Já mám svůj genom taky osekvenovaný a A samozřejmě byla bych nerada, kdyby to někdo Můžu si přijít sleš.

Eh, samozřejmě bych byla nerada, kdyby to někdo zneužíval a nedala bych souhlas k jeho využití k jakýmkoliv prostě experimentům a výpočetním analýzám, ale přijde mě dobře, když právě potom pro ty pacienty, kteří přichází a třeba ty data jako nemají eh dobře zanalyzované, tak máme vlastně nějaké vodítka, nějaké reference a něco vůči čemu to můžeme srovnat. Eh, a eh jako líp se to vyhodnocuje, eh má to benefit potom pro ty pacienty. Takže já v tom vidím obrovský potenciál. Samozřejmě má to svá rizika, ale co v dnešní době nemá rizika, to se zas na na rovinu musíme přiznat. A eh samozřejmě je pak na té vědecké komunitě, aby se snažila ty rizika eliminovat. A není to jenom otázka teda vědecké komunity, ale zároveň bych zdůraznila to, že je to otázka celospolečenská v podstatě a legislativní, jo. Takže že určitě si myslím, že to, že Evropa reguluje, je dobře, protože se snaží předcházet nějakému zneužívání, ale já v tom fakt vidím jako benefit, že že nás to může posunout dál e v té diagnostice v medicíně, takže se nechte sekvenovat.

To jenom technický bod, že e ten vědecký problém toho, jak jako síť odučit nějakou věc, je pořád otevřená vědecká otázka, že nevíme, jak se to dělá, že kdybychom třeba chtěli, aby jazykový model zapomněl na Hryho Patra nebo něco takového, tak jako reálně nikdo na světě neví, jak to udělat. Je možné netrénovat na tom Herotrovi. Asi to by bylo odfiltrovat úplně na začátku ta data, ale machine unlearning se tomu teďka říká jako otevřené otázce. Nevíme jak to udělat. Hodně z těch věcí, které bychom potenciálně jako společnost chtěli, nejsou otázky toho, že by je někdo nechtěl udělat nebo možná také jako potom, ale reálně jsou to otevřené technické problémy, u kterých neznáme ta řešení, což je taková to je jako aspekt toho, který často lidé podceňují, že jako očekávají, že ten ta věda je o hodně vyspělejší, než reálně je.

A já jsem ještě na to chtěl navázat jednou ale věcí, že když zase si ty dveře příliš zav řeme, tak se nám může lehce stát, že budeme mít AI, který budou natrénovaný na jiných kulturních základech, než máme my tady a pak nám budou radit něco, co třeba bysme ani nebyli rádi. V medicíně to víme dobře, že velká většina léků funguje dobře na tu na populaci bílou, teda, protože na tom se to většinou trénovalo a podstatně hůř funguje třeba na afroamerickou. Takže to víme, že tydlety BIOSy, ty ovlivnění prostě jenom tím, že nebylo při těch klinických studiích dřív prostě nebylo udělaný dobře, aby byli všichni zastoupeni. Takže do dneška se to projevuje v tý medicíně a tady se nám by se nám to taky lehce mohlo stát v tý AI. Takže jedna věc je dát si pozor, ale druhá věc je to nepřehnat. Tu hranici neumí nikdo asi říct. No, je to těžký.

Dobře, pojďme na ten další dotaz. Eh, máte tam mikrofon. Dobrý den. Já bych se rád zeptal na jednu věc. Tam padla taková poznámka vlastně, že AI není dokonalá. Pak tam byl nějaký komentář, protože vlastně čerpá z nějakých lidských textů. Já bych se právě právě rád zeptal na tole, jestli v tom právě není ten jako hlavní problém, protože prostě lidi si myslí, že třeba AI je jako nějaké soběstačné vědomí, ale reálně je to vlastně program, který napsali lidé a ta znalostní báze vlastně toho systému programu čerpá právě z nějakých jako lidských anotací, který vlastně vytvořili lidé, kde vlastně je ta hranice, kdy vlastně dá se říct, že ta AI je vlastně tak chytrá, jak jsme chytří my. A případně kde je třeba ten bod, kdy už eh ta AI začne být jako sama vlastně soběstačná a chytrá a nebude čerpat z těch lidských chyb, protože tam ten lidských faktorů přece jenom hraje velkou roli, že vlastně by se dalo říct, že můžeme AI pod e vlastně podstrčit nějaké jako nepravdivé informace a ona je zpracuje nějakým způsobem také nepravdivě.

To je skvělá otázka. Asi jedna taková jako miskoncepce tam je to, že to není program napsan lidmi. E to je fundamentální rozdíl od toho, jak třeba vypadá jiný počítačový program. Třeba když bych chtěl navrhnout něco, co setdí hromadu čísel od nejmenšího po největší, tak takový algoritmus je mnou přesně napsan a v každém kroku vím přesně, co to dělá. To napíšu krok po kroku, ale říkám počítači, který je Extrémně dobrý v tom dělat hodně operací po sobě, ale extrémně hlubý v interpretaci přesně, co má udělat a potom vyplivne třeba sérii čísel od nejmenšího po největší nebo cestu v Google mapách mezi městy, která je nejrychlejší, když to už taky používá dneska AI. Ale fundamentální rozdíl s těmi naučenými řešeními, jako jsou třeba věci ve strojovém učení, což jsou ty věci, které stojí za třeba chat GPT, je to, že my sice napíšeme ten program, který trénuje tu věc, jak třeba ty data krabíme do toho modelu, jak jsou ty neurony v rámci toho modelu propojené, ale už neřekneme, jak silné ty propojení jsou a ten trénink té sítě spočívá v tom, že ta síla těch propojení, těch synapsí se mění během tomu vystavení těm datům. Takže my sice nastavíme jakoby tu vrchní smyčku toho, co to dělá, říkáme tomu, tady jsou data, tohleto máš odpovídat, ale neřekneme tomu jak. A to je přesně ta magie eh té té AI. My neumíme explicitně napsat, jak třeba vyřešit klasifikaci obrázků na to, jestli je to pes, kočka, žalva nebo dům. Eh, nevíme, jak říct, když tady ten pixel bude takhle velikej, tak potom řekni, že je to kočka. Jinak řekni, že je to dům. Pokud tamhlen jinej pixel bude mít takovouhle hodnotu a takovouhle barvu, tak pak Řekni, že je to kočka. Eh, takový přístupy byly na začátku vývoje AI, třeba v 50. 60. letech, ale nikdy nefungovaly. Oni jsou extrémně křehký v tomhletom. To, co reálně funguje, je naučení automaticky obrovskýho amorfního množství synapsí mezi simulovanýma neuronama. V podstatě se to trochu podobá konceptuálně lidskýmu mozku v tom, že jsou tam jednotky, kterým říkáme neuróny a propojení. Jejich síla eh upravuje to, jak silnej signál jima prochází a během toho učení se maličko upravujou tady ty síly těch propojení. Těch propojení je třeba e, bilion v rámci třeba GPT4 a během tréninku se upravujou maličkej kus po maličkým kuse a na konci z toho vypadne něco, co umí trochu přemejšlet. Ale my netušíme, jak to dělá. My nemáme napsanej program, eh, kterej by nějak explicitně říkal, když tady je nějaký slova, tak řekněme tamhle to jiný slovo a takhle. Je to extrémně amorfní a extrémně takový jako jak jsme se bavili o těch černých skříkách, tak to je ono, že my nevíme, jak přesně to tu věc dělá. Takže to není program v tomhletom. E, to byla asi první věc, o který jsem měl zapomněl zbytek otázky. A tohleto je podle mě hodně dobrá distinction, která kterou si lidi často neuvědomují, když mluví o AI. Oni si představují, že to je nějaká databáze, která má třeba všecky knížky a pak najde tu nejbližší a podle ní odpoví. Ale reálně všechny tady ty informace existujou. Zakódovan v nějakejch váhách a dloužkách synapsí mezi simulovanejma neuronama. Podobně jako v lidicky v mozku není nějaká explicitně zapsaná knížka a její obsah nebo Harry Potter není koncept, kterj by tam někde existoval v jednom bodě a to bylo všechno. Je to nějak jako amorfně v rámci všech neuronů. Takže to je asi jako jedna věc, kterou bych chtěl zmínit.

Ale pořád to trénujeme na těch lidských datech, ne? To byl smysl té otázky.

A jo, to je pravda. že kdyby měl přístup k nějakým, mono je to vždycky zprostředkovaný skrz nějaký senzory, ale vlastně svojí přímou zkušenost a pozorování, tak by to bylo kvalitativně jiný.

Eh, já si myslím, že to, že to jsou lidská data asi nějaká limitace je. Na druhou stranu to nejsou jen lidská data, jsou to třeba výpočty v aritmetice, jsou to kusy programů, jsou to i hodně jiné typy dat, než třeba jenom příběhy nebo než jako konverzace mezi lidmi. A eh schopnost predikovat další slovo v rámci matematického výpočtu v sobě tak jako zahrnuje schopnost dělat matematiku. Takže jako ty schopnosti, které se to naučí během té pr těch dalších slov na tom hodně širokém korpusu se možná v něčem podobají lidem, ale často dělají o hodně těžší úlohu, než třeba lidé typicky vykonávají. Třeba předvídají eh jo, třeba v té matematice nebo v tom programování, to je něco, co typický člověk nedělá. A typicky tady ty operace eh se dají eh třeba provádět po sobě a trénovat jinou AI na výsledku několika takových roků po sobě, což jakoby vezme výstup něčeho jako je inteligence e pod nějakou dobu a snaží se jí nějak jako destilovat do kroku který vede od toho zadání k tomu výsledku rovnou. Takže jsou tady takové kroky, které amplifikují tu inteligenci na tu úroveň těch dat, eh, ve kterých se vyskytuje. Takže to jsou asi není to nutně fundamentální limit. Ta AI může přemýšlet rychleji, déle a minimálně má o hodně širší znalosti a o hodně větší operační paměť. Třeba ten model Cloud 3 od Antropicu, kde jsem pracoval a který jsem spolu vyvíjel, tak ten obsáhne víceméně velikost dvou románů velký Gsby po sobě a má to najednou v operační paměti a vidí to úplně přesně, stejně čistě a dobře, jakoby člověk třeba viděl pět, šest čísel, které se zapamatuje. Takže už jen schopnost věnovat se kontextu, který je dlouhý jako dva romány najednou, je něco, v čem je to ohlské, i kdyby ta schopnost přemýšlet byla jenom lidská, což je jako docela fundamentálně velký rozdíl. E,

může se stát, že by vlastně byl jeden obraz nebo nějaký obrázek předložen té síti a byl udělán třeba dvakrát a pokaždý by byl jiný výsledek, může se to stát jako, že může pracovat jako pokaždý jinak, jo, i když vlastně má stejné data, stejný vstup a měl by teda různý výsledky. Může se to stát při tom učení třeba aj

ty věci nejsou stochastické, takže typicky to dopadne úplně stejně, ale je tam nějaká chybovost na té hardvérové úrovni. Ty grafické karty nejsou úplně přesné, občas trefí nějaký kosmický paprsek, nějaký ten procesor a to způsobí změnu by, takže je tam nějaká stochasticita, ale fundamentálně to není udělané stochasticky.

Takže je to vlastně kdyžtak chyba potom toho systému, kdyby to vypadalo jinak.

Ano, je to chyba.

Na druhou stranu, když se v chatu GPT zeptáte na stejnou věc vícekrát, tak odpoví pokaždé jinak,

protože tam je nějaká náhod tom, jak se vyčítají ty slova z toho modelu. Ono to řekne, že nejpravděpodobnější je třeba slovo já, druhé nejpravděpodobnější je ty a občas si to náhodně vybere jako i to méně pravděpodobné. Tak v tom je tam nějaká stochasticita, ale ten model to predikuje eh aspoň tak, jak je chápu, vždycky stejně

jakože obsah je stejný, ale jako formulace může být trochu jiná, jo, nebo že

ne, že jako když mu dám kontext tisíce slov, tak ta predikce toho, jaká je pravděpodobnost dalšího dalšího slova, je vždycky stejná, ale jaké konkrétní slovo se z té pravděpodobnosti zvolí, jen částečně náhodné. A tudíž, když ho pak přidám k tomu kontextu a jdu dál, tak z toho to jakoby postupně hodně rychle ty dvě verze od sebe oddálí.

Já bych měla dotaz na všechny, když už jsme takhle na konci té diskuze. Který aspekt té umělé inteligence vás jako baví, nebo co vás jako motivuje s ní pracovat jakoby obecně?

Z mého pohledu to usnadňuje práci. Já nemůžu říct, že bych byla nějaký široký uživatel nebo jako že bych s tím pracovala prostě úplně každou hodinu své práce nebo každý den, ale tam, kde to potřebujeme, tak to pomáhá.

Mně se na tom nejvíc líbí ta představa, že tu umělou inteligenci dokážu začlenit do svýho typu přemýšlení, že ty věci, který ona mi udělá dobře, tak já už na nim nebudu muset trávit čas a ona to udělá a budu s ní takhle spolupracovat. Já bych byl asi docela rád takovej kybor, kterej by to uměl, ale to je těžký na to myšlení, jo, umět to svoje myšlení takhle nějak rozpoltit a to, co jde tý inteligenci dobře, tak to to jsem na to mně líbí nejvíc a vidím v tom, si myslím i pro to lidstvo takovou dobrou budoucnost.

Mě na tom baví vlastně ta ta blackboxovost, ta neznámost. a že nahradím to, co ti lidi si říkají, jo, tak já se podívám tady, jakou bude mít asi diagnózu a místo toho my uděláme takový jako trik, že vlastně jenom tam nasypeme nějaká data a pak predikujeme vlastně ty diagnózy těch jak jako jak jako budou mít přežití a tak. A mně se líbí tady, že vznikají takové modely, které vlastně překlenou přímo čarost těch jednotlivých kroků. A a to mě na tom přijde jako zajímavý, že že řeknu: "OK, vy to děláte nějak a teďka co kdybysme to udělali jako jinak lépe a a ono to občas funguje a A to pak z toho člověk má radost.

To mě na tom nejvíc rozčiluje, takže nevím, jak to

pan Ford ještě

mě tebe asi osobně dennodenně baví nejvíc to, jak neprozkoumanej ten obor je a jak je to úplně jako novej typ věci, která je extrémně komplexní, zajímavá a užitečná, kterou můžeme studovat úplně od něčeho. Není to jako kdybychom měli 1000 letou historii studia, biologie nebo čehokol, ale je to úplně novej typ entity, která je zajímavá, užitečná, komplexní a my jsme teďka úplně na začátku jejího studia, takže v podstatě otvíráme úplně novej obor eh aspoň úplně novýho horizonty a skoro každá věc, nad kterou se zamyslím, je nová a můžu ji prozkoumat, jako kdyby nikdy předtím nebyla prozkoumaná. Takže ta novost a ta otevřenost těch horizontů se mi hodně líbí.

Já se chci zeptat, jestli jsou nějaké aspoň zhruba definované jakoby cíle té AI, jakoby kdy si řekneme, že už to stačí, kdy už ten vývoj jakoby nepůjde dál.

Děkuju. To si myslím, že si nikdy neřekneme. To je princip toho lidstva, no, že jdeme pořád dál. Takže to stačit nebude nikdy. Vždycky to bude lepší nebo to půjde dělat rychleji, nebo to půjde dělat za menší množství. energie. Nevidím horní hranici.

Já si myslím, že jedna věc je definování si cílu, pro co chceme AI používat. Tak tam možná nějakých konkrétních cílů se dá dosáhnout, ale eh souhlasím s tím, že že člověk je trochu nenasytný druh a když si může v něčem usnadnit práci, tak to rád udělá a ta AI, pokud mu s tím pomůže, tak eh to ten člověk rád použije. No

já akorát jestli k tomu doplnit, tak já myslím, že správná poznámka je v tom, že to člověk je ten na druh, ne ta AI, protože každý ten jednotlivý model se naučí jenom to, co my mu řekneme, že se má naučit, jo, a ty data, co mu dáme a ty cíle, co mu zadáme, tak on se to naučí. Ale to, že chceme furt trénovat víc a víc a nově a lépe, tak to je náš problém. Jo,

já ještě můžu dodat, já si myslím, že to trošku souvisí s dynamikou doby, protože se od nás očekává víc eh v kratším čase, takže potom prostě to automaticky spe, že hledáme nástroje, jak ty výsledky získat sá nás a rychleji.

Mně ta cílová čára přijde hodně daleko. Přijde mi, že až vyléčíme smrt a rozšíříme se jako druh po galaxii, tak asi už bude konec. Ale do tý doby se mi nezdá, že existuje nějaká fundamentální čára, kde bychom měli zastavit. Já mám pro lidstvo docela velký aspirace. Nemyslím si, že z toho dožijeme. Neříkám, že to bude zítra, ale fundamentálně nevidím, proč bychom neměli tyhlety technologie a a vědu obecně používat tomu, abychom obecně zlepšovali naše podmínky, abychom si přizpůsobovali svět k tomu, abychom žili kvalitnější, lepší, plnohodnotnější životy ve větším počtu. třeba eh žijeme na jedné planetě, vesmír je obrovský, proč nepračovat dál. AI nám potenciálně může automatizovat vědu a inovace a technologický vývoj a to nám může uvolnit e tady tu cestu dál. Takže já si myslím, že já nevidím žádný jako blízký limit vyléčení smrti a šíření se po galaxii zní jako tak nějak ta středně dobá predikce.

Já jsem proti vyléčení smrti.

Se namítnout, že je pak otázka, jestli to budeme my, kdo se bude po tý galaxii ještě šířit, nebo už ta AI. Ale to už asi musíme na napříště, protože bohužel, jakkoliv je to strašně zajímavý, tak časovej limit už vypršel. Tak moc děkujeme publiku za pozornost a zajímavé otázky a strašně moc děkujeme našim hostům za strašně zajímavý vhledy a za to, že nás provedli touhletou složitou interakcí dvou komplikovaných oborůské činnosti.

My děkujem za pozvání. Bylo to skvělý. Tady

připomínám, že jste slyšeli Vojtěcha Bystrého, Jana Pačesa, Karlu Plevovovou a Stanislava Forta. Já taky Tak mockrát děkuju vám za vaše dotazy. Ve mně tedy zůstává možná víc otázek než odpovědí, ale to je možná dobře. Není.

Tak díky moc.

Díky. Nasleženou a na viděnou se také těší Martin Uhlíř a Štěpán Sedláček. Vítejí respekt.

Zdroj: RESPEKT
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

Vakcína proti smrtelné rakovině kůže vykazuje v klinické studii "převratné" výsledky

Pacientům s diagnózou melanomu se možná rýsuje nová naděje v podobě nové vakcíny proti rakovině kůže.

Společnost Moderna tento týden oznámila, že její nová vakcína vykazuje v klinických studiích slibné výsledky.

Podle prohlášení Hackensack Meridian John Theurer Cancer Center v New Jersey, které se zapojilo do klinických studií, vedla vakcína u 157 pacientů s pokročilým melanomem ke "statisticky významnému zlepšení přežití před návratem rakoviny".

Ve studii byla vakcína použita v kombinaci s imunoterapeutickým lékem Keytruda společnosti Merck.

"Keytruda je inhibitor kontrolních bodů, což znamená, že blokuje enzym, který rakovinná buňka používá k tomu, aby se stala neviditelnou pro imunitní systém," řekl Dr. Marc Siegel, klinický profesor medicíny na NYU Langone Medical Center a spolupracovník Fox News v oblasti medicíny, který se na testech vakcíny nepodílel.

V klinických studiích byla vakcína proti melanomu společnosti Moderna použita v kombinaci s imunoterapeutickým lékem Keytruda společnosti Merck.

"Keytruda dobře funguje u některých druhů vysoce mutagenních nádorů, včetně melanomu, a často dochází k velmi účinné odpovědi," řekl Siegel pro Fox News Digital.

"Ale rakovina pak může zmutovat mimo vliv léku a opět se stát odolnou vůči imunitní odpovědi."

Doktor Marc Siegel, lékařský spolupracovník Fox News, uvedl, že vakcína mRNA společnosti Moderna "je skutečným příslibem". (Fox News)

U pacientů, kteří užívali experimentální mRNA vakcínu spolu s vakcínou Keytruda - všichni z nich předtím podstoupili chirurgický zákrok k odstranění rakoviny - bylo zaznamenáno 44% snížení rizika úmrtí nebo návratu onemocnění ve srovnání s těmi, kteří vakcínu neužívali, uvedly společnosti.

"Tohle je skutečně převratná věc, která mění pravidla hry," řekl Dr. Andrew Pecora, onkolog a výzkumný pracovník v Hackensack Meridian John Theurer Cancer Center, který se na klinických studiích podílel od jejich začátku.

"Je to skutečně převratná a průlomová věc," řekl Dr. Andrew Pecora, onkolog a výzkumný pracovník v Hackensack Meridian John Theurer Cancer Center, který se na klinických studiích podílí od jejich počátku. (Hackensack Meridian)

Pecora poznamenal, že imunoterapie je účinná přibližně u poloviny pacientů s rakovinou - u druhé poloviny pacientů však nejsou proteiny nádoru správně prezentovány imunitnímu systému, aby je rozpoznal a zničil.

"V těchto případech se melanom tak trochu schovává nebo neexprimuje proteiny tak dobře, takže imunitní systém nerozpozná proteiny jako cizí," řekl Pecora v telefonickém rozhovoru pro Fox News Digital.

Vakcína Moderna podle něj "revolučním způsobem" mění schopnost imunitního systému rozpoznat a zničit melanom.

Vakcína, kterou Pecora označil za "zázračnou", je přizpůsobena konkrétnímu nádoru každého pacienta.

"Vy i já můžeme mít melanom, ale můj melanom může být úplně jiný než váš, přestože pod mikroskopem vypadá úplně stejně, protože změny DNA, které nastaly u mě, jsou jiné než u vás," řekl pro Fox News Digital.

To znamená, že generická vakcína proti rakovině by nefungovala pro každého, řekl Pecora.

U nové vakcíny vědec odebere kousek nádoru dané osoby a přesně určí, které části DNA nádoru jsou zmutované nebo změněné, a poté vytvoří personalizovanou mRNA vakcínu, která se zaměří na tyto změněné části DNA, řekl lékař.

"Můžeme člověka doslova očkovat proti jeho nádorově specifickým proteinům, čímž překonáme jedno z omezení současné imunoterapie," řekl.

"Zdá se, že současné použití mRNA vakcíny vykazuje lepší regresi a remisi metastazujícího melanomu," řekl Siegel.

"Myslím, že to je skutečným příslibem pro kombinovanou léčbu."

Vakcína nyní vstupuje do třetí fáze zkoušek, protože vědci pracují na tom, aby určili, jak a kdy získá schválení FDA.

Účastníci studie nezaznamenali žádné vedlejší účinky kromě těch, které se vyskytly při imunoterapii, řekl Pecora.

"Mohlo by to být schváleno již v příštím roce nebo dvou," předpověděl.

Doufá, že se tento průlomový objev uplatní i u jiných forem rakoviny než jen u melanomu.

Melanom, nejsmrtelnější forma rakoviny kůže, rychle roste a může se rozšířit do jakéhokoli orgánu.

Podle Nadace pro výzkum melanomu se očekává, že v roce 2023 bude melanom diagnostikován u téměř 187 000 Američanů.

U více než 97 600 z nich bude diagnostikován invazivní melanom a očekává se, že v roce 2023 na toto onemocnění zemře 7 990 Američanů.

Zdroj: web
zpět

Průlom: Umělá DNA otevírá cestu k navrhování nových proteinů

DNA, molekula, v níž jsou uloženy genetické informace všech živých organismů, se skládá z pouhých čtyř chemických písmen neboli nukleotidů. Co kdybychom ale mohli do této abecedy přidat další písmena a vytvořit nové druhy DNA?

Právě to udělal tým vědců z Kalifornské univerzity v San Diegu, Nadace pro aplikovanou molekulární evoluci a Salkova institutu pro biologická studia. Vyvinuli novou verzi DNA se šesti písmeny namísto čtyř a ukázali, že ji lze použít k tvorbě bílkovin, stavebních kamenů života.

Tento úspěch, publikovaný v časopise Nature Communications, otevírá dveře do budoucnosti, kdy by se proteiny navržené na míru a nové biologické aplikace mohly stát realitou.

Čtyři nukleotidy

DNA, předloha života, kóduje své instrukce pomocí pouhých čtyř nukleotidů - adeninu (A), thyminu (T), guaninu (G) a cytosinu (C). Tyto nukleotidy se párují ve specifických konfiguracích a vytvářejí ikonickou dvojitou šroubovici. Ale co kdyby se tato abeceda dala rozšířit? Důsledky jsou přesvědčivé, od personalizované medicíny až po revoluční materiály.

"Život na Zemi je úžasně rozmanitý s pouhými čtyřmi nukleotidy, takže si představte, co bychom mohli dělat s více," řekl doktor Dong Wang, profesor Skaggs School of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences na UC San Diego a hlavní autor studie.

"Rozšířením genetického kódu bychom mohli vytvořit nové molekuly, které jsme dosud neviděli, a prozkoumat nové způsoby výroby proteinů jako terapeutik."

Wang a jeho kolegové použili systém syntetické DNA nazvaný AEGIS, což je zkratka pro Artificially Expanded Genetic Information System (uměle rozšířený genetický informační systém). Systém AEGIS vytvořil doktor Steven A. Benner z Nadace pro aplikovanou molekulární evoluci v rámci projektu financovaného NASA, který zkoumal, jak se mohl vyvinout život na jiných planetách.

Dr. Dong Wang výstižně popisuje, že přidávání nových "písmen" do genetického kódu rozšiřuje slovní zásobu života a umožňuje nám psát složitější příběhy." Průlomový objev jeho týmu dokazuje, že buňky mohou snadno začlenit syntetické nukleotidy do receptu DNA.

Použití systému AEGIS

AEGIS přidává dvě nová písmena ke standardní abecedě DNA, která se skládá z adeninu (A), thyminu (T), guaninu (G) a cytosinu. Tato písmena se párují specifickým způsobem a vytvářejí dvoušroubovicovou strukturu DNA, kterou objevili James Watson a Francis Crick v roce 1953.

Nová písmena, Z a P, mají stejný tvar a velikost jako přirozená písmena, takže se do šroubovice DNA vejdou, aniž by narušila její geometrii. To znamená, že enzymy, které čtou a kopírují DNA, například RNA polymeráza, mohou rozpoznat a zpracovat DNA AEGIS stejně jako přirozenou DNA.

RNA polymeráza

Klíč spočívá v napodobení přírodních mechanismů. Výzkumníci identifikovali RNA polymerázu, klíčový enzym, který převádí DNA na RNA, z níž se pak vytvářejí proteiny. Navrhli dva umělé nukleotidy, které bezchybně napodobují geometrii přírodních nukleotidů. RNA polymeráza při testování tyto nové přídavky ochotně přijala a bez problémů je začlenila do transkripce.

Vědci testovali, zda RNA polymeráza z bakterií dokáže přepisovat DNA AEGIS do RNA, a zjistili, že tak může činit s vysokou přesností a účinností.

"Je to pozoruhodná ukázka toho, jak robustní a přizpůsobivý je biologický mechanismus," řekl Wang. "Díky napodobování přirozeného tvaru DNA se naše syntetická písmena mohou vplížit a být použita k tvorbě nových proteinů."

Tento průlom otevírá cestu k zajímavým možnostem. Představte si navrhování proteinů s vlastnostmi šitými na míru, které jsou schopné přesně zacílit na nádory pro léčbu rakoviny, nebo inženýrství bakterií pro syntézu ekologických biopaliv. Rozsáhlé obzory sahají za hranice medicíny a environmentálních aplikací až k materiálové vědě a potenciálně i syntetické biologii.

Výzvy samozřejmě přetrvávají. Optimalizace začlenění nových nukleotidů, zajištění jejich stability v genomu a rozluštění plného potenciálu tohoto rozšířeného kódu jsou oblasti, které je třeba dále zkoumat. Základ pro přepsání genetického lexikonu byl však položen.

Tento objev znamená významný skok v našem chápání životního plánu. Je příslibem zahájení nové éry biologického designu, kde jsou možnosti omezeny pouze naší představivostí.

"Tyto nové proteiny by mohly najít uplatnění v medicíně, biotechnologiích a bioinženýrství," řekl Wang. "Zatím jsme se jen poškrábali na povrchu toho, co můžeme s umělou DNA dělat."

Abstrakt studie:

Uměle rozšířené genetické informační systémy (AEGIS) přidávají k přirozeným párům G:C a A:T/U, které se nacházejí v nativní DNA, nezávisle replikovatelné nepřirozené páry nukleotidů a spojují je alternativními způsoby vodíkové vazby. Zda a jak jsou páry AEGIS rozpoznávány a zpracovávány buněčnými polymerázami RNA (RNAP), které obsahují více podjednotek, není dosud známo. Zde ukazujeme, že RNAP E. coli selektivně rozpoznává nepřirozené nukleobáze v šestipísmenném rozšířeném genetickém systému. KryoEM struktury s vysokým rozlišením tří elongačních komplexů RNAP obsahujících templátové substráty UBP odhalují společné principy, které stojí za rozpoznáváním párů AEGIS a přirozených bází. V těchto strukturách jsou RNAP zachyceny v aktivním stavu, připravené provést chemický krok. V tomto okamžiku nepřirozený bázový pár zaujímá Watsonovu-Crickovu geometrii a spouštěcí smyčka je složena do aktivní konformace, což naznačuje, že mechanistické principy, které jsou základem rozpoznávání a inkorporace přirozených bázových párů, platí i pro nepřirozené bázové páry AEGIS. Tyto údaje potvrzují filozofii návrhu nepřirozených bázových párů AEGIS. Dále poskytujeme strukturní důkazy podporující dlouholetou hypotézu, že k neshodě párů při transkripci dochází prostřednictvím tautomerizace. Naše práce společně zdůrazňuje význam komplementarity Watson-Crick, která je základem konstrukčních principů rozpoznávání bázových párů AEGIS.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Ke znovuoživení mamutů by mohlo dojít v roce 2028

Poslední mamuti srstnatí na naší planetě vymřeli již před 4000 lety. Nyní se ale vědci pokouší o jejich znovuoživení s pomocí slona indického. K plánovanému narození prvního mláděte by mohlo dojít už za pět let.

Vědci ze společnosti Colossal Biosciences, která se zabývá biotechnologií a genetickým inženýrstvím, intenzivně pracují na znovuobnovení genomu mamuta srstnatého. Pomocí objevených vzorků se pokouší vyplnit mezery v DNA moderních slonů indických. Ti s původními mamuty sdílí až 99,6 procenta svého genomu.

Po rekonstrukci správného genomu plánují vědci mamutí embryo vložit do dárcovských vaječných buněk slonů. Následně tato vajíčka mimotělně oplodnit a implantovat je do náhradních zvířat. Pokud se vše vydaří, bude důležité naleznout místo, kam bude vhodné tato „znovudivoká“ zvířata vypustit.

Najít partnery, kteří nechají zvířata na svou půdu umístit, ale nebude jednoduché. „Bude to velmi charismatické stvoření,“ poznamenal ředitel a spoluzakladatel vědecké společnosti Ben Lamm pro server Daily Mail.

Nakonec se ale populace mamutů prý usadí v tundře. Společnost Colossal tvrdí, že chování mamuta srstnatého při hledání potravy by vyživovalo travnaté porosty tundry. Tyto houštiny by zase zachycovaly tuny atmosférického uhlíku a chránily tak tající permafrost (trvale či dlouhodobě zmrzlou půdu). Než se ale zvířata budou moci v tundře potulovat, budou muset výzkumníci splnit ještě řadu milníků.

Vzorky genomu mamuta srstnatého byly nalezeny v souvislosti s táním permafrostu v polárním kruhu. V dané oblasti jsou pozůstatky tohoto druhu odhalovány stále častěji a jsou tak nezbytnou součástí genetického materiálu pro výzkum.

Další na řadě jsou tasmánský vlk a blboun nejapný

Kromě mamuta srstnatého také společnost Colossal pracuje např. na znovuoživení druhu dronte mauricijský (známý jako pták dodo i jako blboun nejapný) či vakovlka tasmánského (známý též jako tasmánský vlk či tasmánský tygr).

Vakovlk vyhynul v první polovině 20. století kvůli jeho vysokému odlovu. Tamní farmáři byli přesvědčeni, že zvířata zabíjí jejich ovce, a tak australská vláda vypsala na odlov zvířat odměnu. Jak se ale později ukázalo, tato informace nebyla pravdivá a živočichové tak byli vyhubeni zcela zbytečně.

Nedávný průzkum pracovníků Colossal Biosciences ukázal, že 77 procent z 3012 respondentů odpovědělo pozitivně na otázku, zda by se odborníci měli pokusit přivést tasmánské tygry zpět do australské přírody. To je pro vědce zásadní, protože pokud nedokážou veřejnost ujistit, že vypuštění vyhynulých zvířat zpět do volné přírody bude bezpečné a efektivní, pak je celý jejich projekt odsouzený k zániku.

O otázce znovuobnovování se v odborných kruzích vede řada debat. Někteří naopak tvrdí, že snahy o zabránění vyhubení jsou čistou ztrátou v podobě ztracených vědeckých zdrojů.

Společnost Colossal to se svým úmyslem o znovuoživení některých druhů zvířat bere velmi vážně. Od svého spuštění v roce 2021 se personál společnosti rozrostl na 115 vědců na plný úvazek a 60 externích spolupracovníků. Zároveň mají i širokou podporu veřejnosti. Podle ředitele Bena Lamma získala společnost finanční prostředky v přepočtu ve výši pěti miliard Kč. Mezi investory se objevují i firmy jako At One Ventures či Climate Capital, které se zabývají ochranou životního prostředí.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Část DNA údajných peruánských mimozemšťanů nepatří žádnému známému druhu

Letos v září rozvlnil ufologické vody Mexičan Jaime Maussan, jenž v mexickém parlamentu ukázal dvě malá těla údajných mimozemšťanů. Již tehdy tvrdil, že 30 procent jejich DNA se nepodařilo identifikovat, a toto prohlášení nyní na základě dalších analýz upřesnil s tím, že tato část DNA rozhodně nepatří žádnému známému pozemskému druhu.

O zbylých 70 procentech pak tvrdí, že se je zatím nepodařilo určit. Jeho tvrzení je však třeba brát s velkou rezervou, protože v minulosti byl již usvědčen z podvodu.

Dvě velmi drobná mumifikovaná těla, pojmenovaná Clara a Mauricio, mají pevné kosti, na rukou pouze tři prsty, žádné zuby a Maussan podle webu Daily Mail zdůrazňuje také relativně bohatou přítomnost kadmia a osmia, tedy prvků, které jsou na naší planetě vzácné.

Muassan však v současnosti poněkud zmírnil svou rétoriku, pravděpodobně také na základě vyjádření některých odborníků. „Nevíme, zda to byli mimozemšťané, nebo ne, ale byli inteligentní a žili tu s námi. Historie by se měla přepsat,“ tvrdí nyní. Stále je však přesvědčen, že tyto bytosti nebyly součástí lidské evoluce.

Svá tvrzení Maussan opírá mimo jiné o společné vyjádření jedenácti odborníků z oblasti medicíny z Národní univerzity v peruánském městě Ica. „Do fyzického a biologického formování těchto bytostí v žádném případě nezasáhl člověk,“ tvrdí jeden z nich, údajný antropolog Roger Zuniga.

Vyrobeni ze zvířecích ostatků?

Teorie Jaimeho Maussana podporují také odborníci z jeho okolí, kteří tvrdí, že nalezená těla, podle radiokarbonového datování přibližně tisíc let stará, byla v minulosti skutečnými žijícími organismy. Jejich DNA však označili jako hybridní, což podle nich naznačuje, že Clara a Mauricio měli někde mezi svými předky také lidi.

To by ovšem zcela rozbilo teorii o mimozemském původu. K tomu se ostatně odmítá přiklonit i většina expertů, kteří s Maussanem spolupracují, ale zároveň dosud ani nenaznačili, odkud by tedy tyto podivné ostatky mohly pocházet.

Skeptičtí jsou i sami lovci mimozemských záhad. Například ufolog Will Galison se domnívá, že malé mumie byly před tisícem let vyrobeny ze zvířecích ostatků a pravděpodobně sloužily k rituálním účelům. Například upozornil, že jejich hlavy se nápadně podobají lebkám alpak.

Naproti tomu zcela jasno má argentinský chirurg Celestino Adolfo Piotto. Ten je přesvědčen, že tyto malé bytosti byly jakousi podstatně vyvinutější verzí lidí. Šlo podle něj o vývojově pokročilejší stupeň našeho druhu, takže jsou to vlastně naši potomci.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vzácné varianty genů mohou ovlivnit vaši výšku až o 7 centimetrů

Analýzou genomů více než 300 000 jedinců byly objeveny genové varianty, které mají neobvykle silný vliv na výšku některých lidí.

Analýzou genomů více než 300 000 jedinců bylo objeveno téměř 30 vzácných genových variant, které způsobují snížení výšky až o 7 cm nebo její zvýšení až o 5 cm.

"Varianty, které jsem objevil, jsou velmi vzácné, takže je nese méně než 1 % jedinců, ale jejich účinky jsou velmi velké," říká Gareth Hawkes z lékařské fakulty Exeterské univerzity ve Velké Británii.

Výška je z velké části podmíněna geneticky, faktory prostředí, jako je výživa, hrají jen malou roli. Porovnáním genových variant u milionů lidí s jejich výškou bylo již identifikováno více než 12 000 běžných genových variant, které souvisejí s výškou postavy.

Tyto běžné varianty však mají obvykle jen malý vliv, obvykle zvyšují nebo snižují výšku o milimetr nebo méně.

Běžné varianty byly nalezeny především analýzou dat z takzvaných DNA čipů, které se zaměřují na místa v genomu, kde se jednotlivá písmena DNA u různých jedinců často liší. Takové studie nemohou identifikovat vzácné varianty, které nejsou zahrnuty v čipech DNA.

Nyní se počet sekvencí celého genomu stává dostatečně rozsáhlým, aby bylo možné identifikovat vzácné varianty, které ovlivňují výšku. Hawkes a jeho kolegové začali analýzou genomů 200 000 lidí ze studie UK Biobank. Poté ověřili výsledky zkoumáním dalších 130 000 genomů ze dvou amerických projektů nazvaných All of Us a TOPMed. To znamená, že jejich výzkum je z velké části založen na lidech s evropskými předky.

Tým nalezl 29 vzácných variant, které mají průměrný vliv asi 3 cm, ale mohou někomu přidat až 5 cm na výšce nebo ubrat 7 cm. Zdá se, že většina z nich působí spíše změnou úrovně aktivity genů než změnou proteinů kódovaných geny.

Loic Yengo z Queenslandské univerzity v Austrálii, který provedl studii, jež identifikovala 12 000 běžných variant, říká, že varianty dosud nalezené u lidí evropského původu vysvětlují pouze asi polovinu variability, která je považována za genetickou.

"Tato práce doplňuje tu naši," říká Yengo. "Nicméně 29 variant identifikovaných v této studii vysvětluje velmi omezené množství variability výšky. Takže nás čeká ještě dlouhá cesta, než identifikujeme všechny vzácné varianty zodpovědné za chybějící dědičnost."

Výška je v mnoha kulturách považována za žádoucí atribut, a to do té míry, že někteří lidé platí vysoké částky za operace na prodloužení nohou, které zahrnují zlomení obou stehenních kostí. V loňském roce však Sridharan Raghavan z Coloradské univerzity oznámil, že některé varianty genů spojené s větší výškou také zvyšují riziko některých nervových, kožních a srdečních onemocnění.

"Mechanismus spojující výšku s kardiovaskulárními znaky je třeba ještě objasnit, takže jakýkoli vztah nově objevených vzácných variant spojených s výškou s kardiovaskulárními znaky by se pravděpodobně musel přímo testovat," říká Raghavan.

Některé stavy, jako jsou křečové žíly, však podle něj pravděpodobně souvisejí s výškou alespoň částečně z fyzických důvodů, například proto, že návrat krve z nohou je fyzicky náročnější.

Hawkes říká, že pro nejnovější poznatky nevidí žádné bezprostřední lékařské využití. Pochopení genetiky výšky nám však pomůže porozumět i genetice dalších znaků. "Naše předpovědi, nejen pro výšku, ale i pro nemoci a všechny druhy [znaků], budou stále lepší," říká.

Teoreticky by kliniky pro oplodnění in vitro (IVF) mohly provádět screening embryí na tyto varianty a dát rodičům možnost volby, zda chtějí mít vyšší děti, jako to přinejmenším jedna klinika IVF dělá s barvou očí. Myšlenka, aby si rodiče vybírali vlastnosti svých dětí, je kontroverzní a v případě nejnovějšího výzkumu má některou z těchto vzácných variant jen několik procent lidí.

Zdroj: New Scientist
zpět

Možná souvislost genetické mutace, která stojí za Huntingtonovou chorobou, s vyšší inteligencí v dětství

Genetická mutace, která způsobuje Huntingtonovu chorobu, může mít za výsledek vyšší inteligenci mladých lidí, což by mohlo znamenat, že ji evoluce vybrala.

Genetická mutace, která způsobuje Huntingtonovu chorobu, devastující onemocnění mozku, mohla být evolucí vyvolena, protože vede také k vyšší inteligenci lidí v dětství a ve 20 letech.

Tato myšlenka může vést nejen k přehodnocení strategií léčby Huntingtonovy choroby, ale může také změnit náš pohled na genetiku inteligence. "Má to mnoho důsledků pro naše chápání biologie mozku," říká Jordan Schultz z University of Iowa, jeden z autorů analýzy, která nejnovější myšlenku nastínila.

Huntingtonova choroba je vzácné genetické onemocnění, které obvykle udeří ve středním věku, začíná neobvyklými trhavými pohyby a kognitivními problémy a poté nezadržitelně postupuje ke smrti. Toto onemocnění je obzvláště kruté, protože postižení jsou často svědky toho, jak se jejich rodiče stávají stále více postiženými, a přitom vědí, že mají padesátiprocentní šanci na stejný osud. Genetický test je k dispozici, ale mnozí ho odmítají, protože neexistuje žádná účinná léčba.

Mutace odpovědná za Huntingtonovu chorobu postihuje gen zvaný huntingtin, který kóduje bílkovinu vytvářenou v mozku. Delší, zmutovaná forma genu může mít od 40 do více než 100 opakování stejných tří "písmen" DNA, ale i ve standardní verzi genu je obvykle od devíti do 35 těchto tripletových opakování.

Zatím není přesně známo, jak delší forma genu způsobuje příznaky Huntingtonovy choroby. Vedoucí myšlenka je, že zmutovaný protein je nějakým způsobem toxický pro neurony, a to především na základě posmrtných studií zkoumajících mozkové buňky postižených osob.

V poslední době se však stále více prosazuje alternativní myšlenka. Ta říká, že mutovaný protein huntingtin působí především tím, že mění vývoj mozku v děloze a v dětství, čímž se mozek stává zranitelnějším vůči běžným degenerativním procesům stárnutí. V raném věku však mohou tyto změny mozku způsobit vyšší inteligenční kvocient (IQ).

Většina nejnovějších důkazů pro tuto myšlenku pochází ze studie, kterou vedla Schultzova kolegyně z Iowské univerzity Peggy Nopoulosová, spoluautorka nové práce. Ta od roku 2006 sleduje zdravotní stav dětí z rodin postižených Huntingtonovou chorobou.

Skeny mozku ukazují, že u těchto dětí s Huntingtonovou mutací jsou určité oblasti jejich mozku v dětství o něco větší než obvykle, ale zhruba od 20. roku života se zmenšují, pravděpodobně v důsledku toho, že buňky začínají odumírat. V roce 2019 tým publikoval toto zjištění týkající se striata v centru mozku. Tato oblast, která se podílí na řízení pohybů i mnoha dalších kognitivních funkcí, je prokázaným místem odumírání buněk u Huntingtonovy choroby.

Tým také prokázal, že mutace způsobuje zvětšení mozkové kůry, vnější vrstvy mozku, která je častěji spojována s kognitivními schopnostmi, i když tyto údaje zatím nebyly publikovány, říká Nopoulos.

Stejná skupina dětí podstoupila také řadu kognitivních testů, které prokázaly souvislost mezi mutací a skóre indexu obecných schopností, což je dětská verze standardní škály IQ.

V této studii, které se zúčastnilo 316 dětí, tým nezařazoval děti pouze do kategorií, zda mají či nemají mutaci, ale počítal také počet tripletových opakování v genu. Vědci zjistili, že nejvyšší kognitivní schopnosti byly asi 113 bodů - výrazně nad průměrem kolem 100 bodů - pozorovány u dětí se 40 nebo 41 opakováními, což znamená, že se u nich vyvine Huntingtonova choroba. V porovnání s hodnotou 105 bodů u dětí s 15 až 19 opakováními, které zmutovaný gen nezdědily.

Není možné prokázat, že Huntingtonova mutace byla vybrána evolucí, ale vyšší inteligence pravděpodobně pomáhá lidem přežít a rozmnožovat se. A protože první příznaky onemocnění začínají obvykle až po třicítce nebo později, mohli mít lidé do té doby několik dětí.

Zajímavé je, že jiní vědci, kteří studovali lidi bez Huntingtonovy choroby, kteří všichni mají 35 nebo méně tripletových repetic, zjistili, že častěji mají vyšší počet repetic, než by se dalo očekávat náhodou, jako by to mělo selekční výhodu.

Pokud je tato nová myšlenka správná, změnilo by to naše uvažování o inteligenci, protože nebyl objeven žádný jiný jednotlivý gen s tak velkým pozitivním vlivem na IQ. K přesvědčení mozkových genetiků však možná bude zapotřebí více důkazů. "Bylo by velmi vzrušující, kdyby to byla pravda," říká Robert Plomin z King's College London.

Aby byl Plomin přesvědčen, chtěl by, aby se toto zjištění zopakovalo ve větších studiích, a to především proto, že všechny dosavadní genetické výzkumy týkající se inteligence zjistily, že ačkoli je tento znak vysoce dědičný, ovlivňují ho zpravidla stovky genů, z nichž každý má nepatrný vliv - mnohem menší než 0,1 bodu IQ.

Na druhou stranu tyto studie nepočítaly s počtem opakování v Huntingtonově genu, říká Nopoulos. Místo toho se zaměřují na běžnější druhy genetických variací, například když je jedno písmeno DNA nahrazeno jiným. "To je zcela jiný způsob pohledu na genetický kód," říká.

Ať už Huntingtonova mutace zvyšuje IQ, nebo ne, jiné druhy důkazů podporují myšlenku, že normální funkcí proteinu huntingtinu je pomáhat budovat vyvíjející se mozek. Například studie zveřejněná v srpnu, která se zabývala mladými dospělými s touto mutací, zjistila, že mozkové buňky, které odumírají jako první, mají vyšší úroveň aktivity genů podílejících se na vývoji tohoto orgánu.

Pokud je hlavní příčinou příznaků tohoto onemocnění změněný vývoj mozku, mohla by to být špatná zpráva pro snahy o vývoj léčby, protože mnoho připravovaných terapií je navrženo tak, aby snižovaly hladinu proteinu huntingtinu.

Podle Carlose Esteveze-Fragy z University College London, který se podílel na studii mladých dospělých, má však myšlenka toxicity podporu ve studiích na zvířatech. Podle něj je možné, že mutace má dvojí účinek: mění raný vývoj mozku a vyvolává toxicitu v pozdějším věku. "Je rozumné se domnívat, že její snížení v dospělém mozku může být prospěšné."

V klinických studiích zatím selhaly tři strategie snižování hladiny huntingtinu, včetně léku zvaného tominersen, který nezlepšil příznaky Huntingtonovy choroby, přestože snížil hladinu proteinu v mozkomíšním moku.

Je příliš brzy na to, abychom věděli, zda je celá strategie mylná, ale většina vědců se shoduje na tom, že potřebujeme vědět více o přirozených funkcích nemutované formy proteinu huntingtinu. "To bude velmi, velmi důležitý kousek skládačky," říká Schultz.

Zdroj: New Scientist
zpět

Za vznik závislosti na konopí může částečně odpovídat genetika

Analýza genetických dat od více než 1 milionu lidí ukazuje, že osoby s problémy s užíváním konopí mají podobné genetické znaky.

Podle nejrozsáhlejší studie svého druhu sdílejí lidé, u nichž se vyvinula porucha způsobená užíváním konopí, určité genetické znaky a tento vzorec platí napříč různými etnickými skupinami.

Přibližně u třetiny lidí, kteří se sami označují za pravidelné uživatele konopí, se později vyvine porucha způsobená užíváním konopí - pokračující pravidelné užívání drogy navzdory negativnímu dopadu na život. Pro lidi s poruchou užívání konopí je často obtížné s drogou přestat a potřebují stále vyšší dávky, aby pocítili účinek.

"Je možné, že jste pouze občasný víkendový uživatel a přesto splňujete kritéria pro poruchu způsobenou užíváním konopí, ale je to dost nepravděpodobné," říká Joel Gelernter z Yale School of Medicine. "Většinou se jedná o mnohem intenzivnější uživatele."

Genetická souvislost s problematickým užíváním konopí byla zkoumána již dříve, ale tento nejnovější výzkum je první, který se zabývá velkým vzorkem napříč různými rasami. Výzkumníci prošli genetické informace více než 1 milionu osob registrovaných v programu Million Veteran Program, který shromažďuje údaje od příslušníků armády v USA. Jejich vzorek zahrnoval celou řadu skupin předků, jako jsou Evropané, Afričané, Východoasiati a míšenci. Poté pomocí techniky zvané genetická korelace porovnávali odchylky v DNA jednotlivých osob, aby zjistili, zda jsou spojeny s určitým znakem: v tomto případě s poruchou způsobenou užíváním konopí.

"Zjistili jsme, že vzorec byl velmi podobný napříč různými původy," říká Dan Levey, rovněž z Yale School of Medicine. Porovnávali odchylky v DNA jednotlivých osob a zjistili, že některé z nich jsou spojeny s určitým rysem. Například u lidí s evropským původem byla silná exprese neuronálního receptoru zvaného CHRNA2 spojena s vyšším rizikem vzniku poruchy způsobené užíváním konopí.

Výzkumníci také analyzovali zdravotní záznamy a zjistili souvislost mezi rakovinou plic a rozvojem poruchy způsobené užíváním konopí u osob s evropským původem, a to i při kontrole užívání cigaret. Gelernter tvrdí, že v důsledku toho můžeme být spolu s nárůstem obliby konopí svědky nárůstu případů rakoviny plic, jejíž diagnostika často trvá roky. "Pokud kouření marihuany skutečně vede ke zvýšenému riziku rakoviny plic, bude tento nárůst pozorovatelný až za několik desetiletí," říká Gelernter. "To je něco, na co by si lidé měli dávat pozor."

Zdroj: New Scientist
zpět

CRISPR "lék" na srpkovité buňky je začátkem revoluce v medicíně

Schválení první CRISPR léčby srpkovité choroby a beta talasemie je jen začátkem pro technologii, která je stále ještě v plenkách.

Pouhých 13 let poté, co byla popsána technika editace genů CRISPR, byla schválena první léčba, která ji využívá. Britský úřad pro regulaci léčiv a zdravotnických prostředků 15. listopadu povolil léčbu, která může účinně léčit srpkovitou anémii a transfuzně závislou beta talasemii u osob starších 12 let. Očekává se, že ji brzy schválí také Spojené státy a Evropská unie.

Je to významný krok vpřed - a je to jen začátek. Léčba nazvaná Casgevy je založena na technice CRISPR první generace. Vylepšené verze CRISPR, které se již testují na lidech, slibují, že budou ještě bezpečnější, levnější a účinnější. Někteří vědci se mezitím snaží vytvořit ještě lepší nástroje pro úpravu genů, které by mohly CRISPR učinit zbytečným.

Pokud budou tyto snahy úspěšné, mohla by se editace genů brzy používat k léčbě a prevenci mnoha běžných onemocnění, jako jsou srdeční choroby, a také dědičných onemocnění. Je to také pravděpodobně nejlepší naděje na výrazné prodloužení našeho zdravého života a již nyní pomáhá léčit některé druhy rakoviny.

Vědci před CRISPR vyvinuli několik technik editace genů, ale vytvoření potřebných nástrojů bylo nesmírně obtížné a nákladné. Problém spočíval v prvním kroku: najít kousek DNA, který chceme změnit.

Dřívější techniky editace genů vyžadovaly, aby byly navrženy bílkoviny správného tvaru, které se budou vázat na konkrétní sekvence DNA. V případě CRISPR zůstává editující protein stejný a vyhledává požadovaný cíl pomocí "vodicí RNA" s odpovídající sekvencí.

Protože RNA jsou levné a snadno se vyrábějí, mohly CRISPR začít používat tisíce laboratoří po celém světě. Standardní forma je však spíše gumou než editorem. Protein Cas9 v CRISPRu pouze řeže DNA na určitém místě, a když se buňka snaží řez opravit, zavádí mutace.

"Přirozenou funkcí CRISPRu je ničení, nikoli editace," říká Stephen Tang z Kolumbijské univerzity v New Yorku, který se na výzkumu souvisejícím s CRISPRem pro srpkovitou anebo beta talasemii nepodílel.

Ničení však někdy může léčit. Srpkovitá nemoc a beta talasemie jsou způsobeny mutacemi v dospělé formě hemoglobinu, bílkoviny přenášející kyslík v naší krvi. Casgevy funguje tak, že zničí "vypínač", který zastavuje tvorbu fetálního hemoglobinu, jak stárneme.

Léčba spočívá v odebrání krevních kmenových buněk z těla, jejich úpravě a nahrazení. Toto odstranění se provádí ze dvou důvodů.

Zaprvé, stále nám chybí účinné způsoby, jak dopravit mechanismus CRISPR do dostatečně vysokého podílu specifických typů buněk v těle, jako jsou krevní kmenové buňky. Za druhé, když jsou buňky editovány mimo tělo, lze před jejich opětovnou implantací provést určité kontroly na potenciálně nebezpečné nežádoucí mutace.

Nevýhodou je, že je to velmi nákladné, protože všechny návštěvy v nemocnici a čas strávený v laboratoři jsou pro personalizovanou léčbu nezbytné. Ideální by byla hotová léčba, kterou by bylo možné podat jako injekci komukoli s určitým onemocněním, přičemž by se upravovaly pouze ty typy buněk, které je třeba změnit, a prováděly by se specifické úpravy bez zavádění náhodných mutací.

To znamená nespoléhat se při úpravách na opravné mechanismy buněk. "Potřebujeme nástroje, u nichž máme všechny složky procesu editace genů pod kontrolou," říká Tang.

Dobrou zprávou je, že už jsme částečně na cestě k tomuto cíli. Modifikované formy CRISPRu známé jako editace bází a primární editace mohou měnit DNA přímo. Dne 12. listopadu bylo oznámeno, že editory bází CRISPR vpravené lidem přímo do těla v rámci malé počáteční studie snížily hladinu cholesterolu.

Tento přístup funguje, protože zahrnuje editaci jaterních buněk a játra jsou díky své funkci čištění krve nejjednodušším orgánem, do kterého lze věci dopravit. Rychlého pokroku však bylo dosaženo i v oblasti cílení na jiné orgány.

Základní editace a prvotní editace jsou však omezeny na provádění drobných změn. Proto Tangův tým a další vytvářejí nové genové editory založené na tzv. skákajících genech. Ty jsou známé také jako transpozony a jedná se o sekvence DNA, které se přesouvají z jednoho místa v genomu na jiné. Tyto editory budou schopny přidávat nebo odstraňovat velké úseky DNA obsahující celé geny. Tang se domnívá, že tento přístup se ukáže jako lepší, a poukazuje na to, že naše genomy již byly transpozony rozsáhle modifikovány.

Pozoruhodná je rychlost, s jakou technologie editace genů od vzniku CRISPR pokročila - a nic nenasvědčuje tomu, že by se měla zpomalit.

Zdroj: New Scientist
zpět

Pomocí jednorázové léčby CRISPR se podařilo trvale snížit hladinu cholesterolu v krvi

Malá studie léčby snižující hladinu cholesterolu založená na úpravě genů CRISPR přinesla slibné výsledky, ale existují otázky ohledně bezpečnosti léčby.

Léčba založená na úpravě genů CRISPR snížila hladinu cholesterolu v malé zkušební studii, které se zúčastnilo 10 osob. Účinek trvá již šest měsíců od doby, kdy byl léčen první účastník, a očekává se, že bude trvalý - ale srdeční infarkt u jedné osoby vyvolal obavy o bezpečnost.

Studie prováděné na Novém Zélandu se zúčastnili lidé s dědičným onemocněním, které má za následek velmi vysokou hladinu cholesterolu, a tedy i velmi vysoké riziko srdečních onemocnění. Společnost Verve Therapeutics v Bostonu, která léčbu vyvíjí, však doufá, že by její jednorázová léčba mohla časem nahradit léky na snížení cholesterolu, jako jsou statiny.

"Zatím je na to brzy, ale mohlo by to otevřít cestu k úplně novému způsobu léčby srdečních onemocnění," řekl generální ředitel Sek Kathiresan na X.

U tří osob, kterým byly podávány nejvyšší dávky, klesla hladina LDL cholesterolu (LDL-C), který souvisí s rizikem srdečních onemocnění, o 39 až 55 procent.

Otázky ohledně bezpečnosti však prozatím zůstávají. Jeden ze tří lidí, kteří dostali vysokou dávku, dostal den po léčbě infarkt, který mohl souviset s léčbou, ale mohl být také způsoben jejich základním onemocněním, uvedla společnost Verve v tiskové zprávě oznamující výsledky.

Společnost plánuje další malé studie vyšších dávek ve Velké Británii a na Novém Zélandu, a pokud dopadnou dobře, hodlá provést větší randomizovanou kontrolovanou studii. Ta poskytne definitivnější důkazy o otázce bezpečnosti.

"Tyto údaje potvrzují naši hypotézu, že lék na úpravu genů v jedné dávce má potenciál vyvolat významné a trvalé snížení LDL-C," uvedl v tiskové zprávě Andrew Bellinger, vědecký ředitel společnosti Verve.

Léčba zahrnuje variantu editace genů CRISPR známou jako editace bází. Standardní technika CRISPR využívá enzym k řezání DNA v genomu buněk, což může vést k potenciálně nebezpečným mutacím.

Editace bází spočívá v úpravě enzymů CRISPR tak, aby změnily jedno písmeno DNA na jiné, aniž by došlo k přestřižení DNA. To výrazně snižuje riziko nežádoucích mutací, i když je zcela neeliminuje.

Téměř všechny dosavadní zákroky CRISPR spočívaly v odebrání buněk z těla jedince, jejich úpravě v laboratoři a následném vrácení zpět do těla. Taková personalizovaná léčba je nesmírně nákladná.

Protože je však editace bází CRISPR bezpečnější, společnost Verve vpravuje do těl lidí stroj CRISPR v podobě lipidových nanočástic nesoucích RNA - podobně jako vakcíny mRNA covid-19. To znamená, že léčba by mohla být levnější a mnohem dostupnější, pokud se ukáže jako bezpečná.

V těle jsou téměř všechny lipidové nanočástice pohlceny jaterními buňkami, které pak produkují protein upravující báze, který vyřadí gen pro protein zvaný PCSK9. Protein PCSK9 rozkládá enzym, který odstraňuje cholesterol z krve, takže vyřazení PCSK9 snižuje hladinu cholesterolu.

Někteří lidé mají přirozené mutace, které vyřazují PCSK9, a je u nich menší pravděpodobnost, že onemocní srdečním onemocněním, aniž by to mělo zjevné nepříznivé účinky.

I když tato první studie byla velmi malá, skutečnost, že u osob, kterým byly podávány nejvyšší dávky, došlo k velkému snížení cholesterolu, zatímco u osob, kterým byly podávány nejmenší dávky, byly změny mnohem nižší nebo nevýznamné, podle Bellingera naznačuje, že léčba je účinná.

"Je to nesmírně důležitý milník pro tento obor," napsal na Twitteru John Evans ze společnosti Beam Therapeutics, další společnosti, která se zabývá léčbou pomocí úpravy báze.

Podle Seana Wu ze Stanfordovy univerzity v Kalifornii je možné, že k infarktu vedl zánět způsobený lipidovými nanočásticemi, ale to zůstává nejasné.

Zdroj: New Scientist
zpět

Kvasinky již mají uměle vytvořenou polovinu své DNA v rámci snahy o vytvoření syntetických komplexních buněk

Tým, který se snaží vytvořit první komplexní buňku s kompletně syntetickým genomem, vytvořil kmen kvasinek s polovinou chromozomů navržených od nuly.

Velký mezinárodní tým vytvořil kmen kvasinek, u něhož je polovina z 16 chromozomů syntetických, které byly přepracovány a vytvořeny od nuly, což je významný krok k vytvoření první komplexní buňky s kompletně syntetickým genomem.

"Nyní jsme více než v polovině cesty," říká vedoucí projektu Jef Boeke z New York University Langone Health.

Smyslem projektu je jednak lépe porozumět složitým buňkám, jednak vytvořit kmeny kvasinek pro průmyslové využití, například pro výrobu biopaliv. "Myslíme si, že to bude úžasná platforma pro optimalizaci kvasinek pro výrobu produktů užitečných pro lidstvo," říká Boeke.

Jiné skupiny vytvořily viry a bakterie s celými genomy syntetizovanými od nuly, ale kvasinky jsou náročnější, protože se jedná o složitou neboli eukaryotickou buňku, podobně jako u všech rostlin a živočichů. Komplexní buňky mají větší genomy rozdělené do mnoha různých chromozomů, než jeden malý genom typický pro bakteriální buňky.

Syntetické verze všech 16 kvasinkových chromozomů jsou nyní hotové, ale sestavení všech 16 chromozomů v jednom kmeni kvasinek by mohlo trvat ještě asi rok, říká Boeke. "Až dostaneme všechny tyto chromozomy do jediného kmene, budeme schopni dělat spoustu nových věcí, které jsme dříve dělat nemohli."

Hlavním problémem není fyzické sestavení tohoto kmene, ale "odladění" syntetických chromozomů. "Při sestavování věcí objevujeme tyto chyby, a ty jsou výsledkem změn, které jsme záměrně provedli a které by podle toho, co víme o biologii, neměly mít negativní dopad, ale ukázalo se, že ho mají," říká.

Eukaryotické buňky mají mnohem více opakující se nebo "nevyžádané" DNA než bakterie. V genech jsou dokonce kousky nevyžádané DNA, tzv. introny, které se musí vydělit z RNA kopií genů, které nesou instrukce pro tvorbu proteinů.

Tým odstranil většinu této opakující se DNA, čímž se syntetické chromozomy zmenšily asi o 10 %. "Věříme, že odstraněním repetitivní DNA vytvoříme zásadně stabilnější základ pro biotechnologie," říká Boeke.

Jakmile budou odstraněny všechny introny, tým plánuje odstranit také stroj pro sestřih RNA.

Tým také přidal do genomu 3000 míst, kde může spustit rekombinaci, při níž dochází k výměně částí kódu mezi různými chromozomy. Cílem je rychlý vývoj kmenů pro průmyslové využití.

"Je to něco jako míchání balíčku karet," říká Boeke. "Systém scramble je v podstatě evoluce na hyperrychlosti, ale můžeme ji zapínat a vypínat."

K dispozici je také zcela nový 17. chromozom obsahující všechny geny pro molekuly zapojené do syntézy bílkovin zvané tRNA. Buňky potřebují vyrábět velké množství tRNA, ale protože jsou geny na přirozených chromozomech uspořádány v různých směrech, mohou enzymy do sebe narážet a porušovat DNA.

Na novém umělém chromozomu jsou všechny geny zarovnány stejným směrem, aby se zabránilo zlomům. "Nic takového v přírodě neexistuje, to je jisté," říká Boeke.

Syntetické kvasinky by měly mít nějaký systém biologické ochrany, který zajistí, že nepřežijí a nerozšíří se v přírodě, říká Geoffrey Taghon z amerického Národního institutu pro standardy a technologie, který není součástí týmu.

"I když je riziko úniku potenciálně invazivního syntetického organismu malé, je stále vážné a zaslouží si určitou pozornost," říká Taghon.

"Velmi se shodujeme na tom, že ideální by bylo přidat k finálnímu kmeni nějaký zadržovací systém," říká Boeke. Tým již provedl změny, které znamenají, že syntetické kvasinky by nemohly převálcovat ty divoké, říká.

Technologie vyvinutá k vytvoření kvasinek se nyní používá k přepsání částí myšího genomu, aby se vytvořily kmeny myší podobnější lidem pro lékařský výzkum. Protože je však myší genom 200krát větší než genom kvasinek, není vytvoření zcela syntetické myši pomocí stávající technologie praktické.

"Pokud nedojde k nějakému velkému urychlení, tak se to za mého života nepodaří," říká Boeke. "Ale nevylučoval bych to. Nikdy nepodceňujte sílu technologického vývoje."

Zdroj: New Scientist
zpět

Lidé začali trpět více nemocemi poté, co jsme domestikovali zvířata.

Analýza DNA z lidských ostatků starých až 37 000 let ukazuje, že po nástupu zemědělství se více infekčních chorob přeneslo ze zvířat na lidi.

DNA z kostí a zubů 1300 lidí, kteří zemřeli před 37 000 lety, odhalila, jakými infekčními chorobami někteří z nich trpěli, když zemřeli - a také to, jak se výskyt některých z těchto chorob měnil v průběhu času. Zjištění ukazují, že nemoci zvířat se na člověka mnohem častěji přenesly po nástupu zemědělství.

Podle Eske Willersleva z Kodaňské univerzity v Dánsku a jeho kolegů jde o první přímý důkaz, že domestikace zvířat vedla k tomu, že lidé získali více infekčních nemocí. To "hluboce ovlivnilo globální lidské zdraví a historii v průběhu tisíciletí a pokračuje dodnes", píše tým.

Studie zkoumala širokou škálu mikrobů v lidských ostatcích z celého světa a mnoha různých dob, což z ní činí dosud největší a nejobsáhlejší studii svého druhu. Nejstarší lidské ostatky pocházely z doby před přibližně 37 000 lety, ale většina z nich byla stará od několika tisíc do několika set let.

Vědci využili toho, že se stále častěji sekvenují genomy dávných lidí a že se sekvenuje i DNA bakterií nebo DNA virů přítomných v kostech nebo zubech.

Tyto mikrobiální sekvence jsou při opětovném sestavování genomů starých lidí odfiltrovány. K jejich identifikaci tým analyzoval nezpracovaná data ze sekvenování více než 1300 starověkých lidských genomů, včetně 130 dosud nepublikovaných.

Většina mikrobiální DNA, kterou vědci našli, pocházela z půdních bakterií, což naznačuje, že se bakterie dostaly do kostí po pohřbu. V zubech pocházela většina mikrobiální DNA z bakterií, o nichž je známo, že žijí v lidských ústech.

Tým však dokázal identifikovat také mnoho bakterií a virů způsobujících nemoci, které se nacházely v krvi lidí před jejich smrtí a mohly způsobit nebo přispět k jejich smrti.

Nejčastěji se vyskytovala bakterie způsobující mor, Yersinia pestis, která byla nalezena u 39 lidí, což jsou 3 % ostatků. Tato bakterie infikuje hlavně hlodavce, ale může být přenesena na lidi blechami.

Nejstarší případy moru se vyskytly u tří lidí, kteří žili v různých částech Asie přibližně před 5700 lety. Bakterie byla nalezena také u člověka pohřbeného na Orknejích ve Skotsku před asi 4800 lety - tedy asi 800 let před předchozím nejstarším známým případem moru v Británii.

Celkově tým nalezl mnoho případů moru v období před 6000 až 3000 lety. Poté následovala mezera až do doby před 2000 lety, kdy se objevila vlna trvající několik století, a pak další mezera až do druhé vlny odpovídající středověké pandemii moru "černé smrti".

Vědci se domnívají, že mezery, kdy nebyly zjištěny žádné případy moru, "představují skutečné snížení základního výskytu nemoci". Jejich zjištění odpovídají jiným studiím, které naznačují, že raná forma moru nebyla příliš přenosná a vymřela, aby ji později nahradily přenosnější kmeny, které způsobily pandemie.

Dalším nejrozšířenějším mikrobem byla Borrelia recurrentis, která způsobuje onemocnění přenášené vší tělní, tzv. vešovitou recidivující horečku. Toto onemocnění je nyní vzácné, ale tým ho našel u 31 lidí, což je 2,3 % z celkového počtu, což naznačuje, že v minulosti bylo rozšířené.

První případy, které vědci zjistili, se vyskytly ve Skandinávii asi před 4500 lety, což naznačuje, že B. recurrentis poprvé přeskočila ze zvířat na lidi přibližně v této době, ale není jasné, co bylo původním zvířecím zdrojem.

Mezi další zjištěné nemoci patří malárie, hepatitida B, lepra a leptospiróza, známá také jako Weilova nemoc.

Vědci rozdělili nalezené druhy mikrobů do pěti širokých typů, včetně zoonóz, tedy nemocí, které přeskočily ze zvířat na člověka. Zjistili, že zhruba před 6 000 lety došlo k nárůstu zoonotických onemocnění, ale ne k nárůstu žádného z ostatních čtyř typů.

"Riziko a rozsah přenosu zoonotických patogenů se pravděpodobně zvýšily s přijetím rozšířenějších chovatelských praktik a pastevectví," uvádí studie.

Podle Pontuse Skoglunda z Institutu Francise Cricka v Londýně je tato práce "slibná". I když je možné určit trendy ve výskytu patogenů ve vzdálené minulosti, je podle něj třeba v podobných studiích zohlednit možné zkreslení. Například lidé, kteří zemřeli na nemoc, mohli být pohřbeni jiným způsobem než standardně nebo místo toho zpopelněni.

Dalším problémem studie je, že standardní sekvenování DNA opomíjí RNA viry, jako jsou chřipka a koronaviry, které mohly v minulosti způsobit velké epidemie. K detekci těchto virů jsou zapotřebí specifické techniky.

Willerslev odmítl o zjištěních před zveřejněním v odborném časopise diskutovat.

Zdroj: New Scientist
zpět

Molekulární inženýři úspěšně vytvořili funkční "DNA nanostroj".

Molekulární inženýři vyvinuli nepředstavitelně malý stroj v měřítku nanometrů (nm) podobný molekulárním robotům, který se může řízeně pohybovat a spolupracovat.

Petr Šulc, odborný asistent na Fakultě molekulárních věd Arizonské státní univerzity, na tomto projektu spolupracoval s profesorem Michaelem Famulokem z univerzity v německém Bonnu a profesorem Nilsem Walterem z Michiganské univerzity.

Chemická energie regulovaná pomocí DNA

Tým navrhl a vyvinul nanosestavy na molekulární úrovni. Podle studie vymysleli DNA nanostroj o rozměrech 70 nm × 70 nm × 12 nm, který je poháněn chemickou energií nukleosid-trifosfátů spotřebovávaných při transkripci DNA.

Tento nanostroj využívá chemickou energii k vytváření řízeného, rytmického pulzujícího pohybu. Tento pokrok ilustroval potenciál pro vytvoření přesných, kontrolovatelných zařízení v nanorozměrech s využitím v různých oblastech, jako jsou nanotechnologie, medicína a materiálové vědy.

V prohlášení vědců se uvádí, že struktura se skládá z téměř 14 000 nukleotidů, které tvoří základní strukturní jednotky DNA.

Šulc vysvětlil, že schopnost simulovat pohyb v tak velké nanostruktuře by byla nemožná bez oxDNA, počítačového modelu, který naše skupina používá pro návrh a konstrukci DNA nanostruktur.

"Je to poprvé, kdy se podařilo úspěšně zkonstruovat chemicky poháněný DNA nanomotor. Jsme velmi nadšeni, že naše výzkumné metody mohly pomoci při jeho studiu, a těšíme se, že v budoucnu budeme moci sestrojit ještě složitější nanozařízení."

Funguje jako trenažér síly úchopu

Studie zdůraznila, že motor stroje funguje obdobně jako trenažér síly stisku, ale je neuvěřitelně malý, asi milionkrát menší. Strojek se skládal ze dvou rukojetí spojených pružinou do struktury ve tvaru písmene "V".

Vědci byli schopni ho aktivovat stlačováním rukojetí trenažéru síly úchopu proti odporu pružiny. Po uvolnění úchopu se pružina vrátila rukojeti do původní polohy.

Famulok prohlásil: "Náš motor využívá velmi podobný princip, ale rukojeti nejsou k sobě stlačovány, nýbrž přitahovány."

Kromě toho tento nanostroj generoval rytmický pulzující pohyb pomocí dvou neohebných ramen z DNA-origamů. Nanostroj je navržen jako aktivní součástka, která spotřebovává chemické palivo a vykazuje řízený pohyb.

Tým se snaží vyrobit funkční nanosestavy schopné vykonávat složité úkoly. Tyto nanosystémy s ovladačem a následovníkem by se mohly ukázat jako účinné pro pokrok v nanotechnologiích.

Kromě toho by nanosystémy poháněné chemickou energií mohly výrazně posunout průmysl, protože by umožňovaly přesné pohyby na molekulární úrovni.

Šulc poznamenal: "Je to trochu jako hrát si s kostkami Lega, až na to, že každá kostka Lega má velikost jen několik nanometrů (miliontin milimetru) a místo toho, abyste každou kostku vložili na místo, kam má patřit, vložíte je do krabice a náhodně s ní třesete, dokud z ní nevyjde jen požadovaná struktura."

Dodal, že mezi slibné aplikace tohoto oboru patří diagnostika, terapie, molekulární robotika a stavba nových materiálů.

"Moje laboratoř vyvinula software pro návrh těchto bloků a úzce spolupracujeme s experimentálními skupinami na ASU i na dalších univerzitách v USA a Evropě," řekl Šulc.

"Je vzrušující sledovat, jak se naše metody používají k navrhování a charakterizaci nanostruktur s rostoucí složitostí, jak obor postupuje a my dosahujeme nových pokročilých návrhů a úspěšně je provozujeme v nanorozměrech."

Studie byla publikována 19. října v časopise-Nature Nanotechnology.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Geneticky upravená kuřata jsou částečně odolná vůči ptačí chřipce

Vědci z Roslinova institutu Edinburské univerzity úspěšně provedli genovou úpravu kuřat tak, aby byla alespoň částečně odolná vůči ptačí chřipce, ale odborníci tvrdí, že nebezpečí viru lze vymýtit pouze úplnou imunitou.

Vyplývá to ze zprávy, kterou tento týden zveřejnil zpravodajský server BBC News.

Viry chřipky typu A, které jsou zodpovědné za vznik ptačí chřipky, lze rozdělit na mnoho podtypů podle povrchových proteinů hemaglutininu (H) a neuraminidázy (N). Zatímco některé podtypy ptačí chřipky jsou méně nebezpečné, jiné jsou virulentnější a mohou způsobit vážná onemocnění.

Hlavním způsobem přenosu virů ptačí chřipky je přímý kontakt s nemocnými ptáky nebo s jejich trusem, slinami nebo sekrety dýchacích cest. Ve vzácných případech se infekce může šířit prostřednictvím kontaminovaných potravin, vody, výstroje a oblečení.

Závažná onemocnění a úmrtí

Příznaky nakažených ptáků se mohou pohybovat od lehkých nebo bezpříznakových onemocnění až po vážná onemocnění a úhyn. Mezi příznaky infekce mohou patřit neurologické příznaky, oteklé oči, oteklá hlava a krk a dýchací potíže.

V nejhorších variantách může být ptačí chřipka přenesena na člověka. Závažnost infekce ptačí chřipkou u lidí může být od středně závažné až po extrémní, přičemž příznaky jsou srovnatelné s příznaky sezónní chřipky. V některých případech však mohou způsobit vážné respirační onemocnění nebo dokonce smrt.

U nově genově vylepšených kuřat se dva roky po nakažení ptačí chřipkou neprojevily žádné negativní vedlejší účinky. Velká dávka viru však polovinu kuřat infikovala, což vedlo k infekci a ukázalo se, že i přes zvýšenou odolnost vůči viru nejsou zcela imunní.

To vyvolalo obavy vědců, kteří tvrdili, že i když je třeba pochválit jakékoli zlepšení odolnosti vůči ptačí chřipce, v reálných situacích lze nasadit pouze léčbu, která zaručí úplnou imunitu.

Obavy ze silnějšího viru

Jakýkoli zásah, který by vyvinul pouze částečnou odolnost, by také vedl k tomu, že by virus mutoval, aby se mohl bránit, což by mohlo vést ke vzniku silnějšího viru, který by mohl být pro člověka škodlivější.

Některé podtypy ptačí chřipky, jako například H5N1 a H7N9, již vyvolaly obavy veřejnosti z možnosti vzniku globální pandemie, pokud by získaly schopnost účinného přenosu z člověka na člověka. Rozšíření těchto kmenů by mohlo být velmi problematické.

Vědci, kteří stojí za novým vývojem, však tvrdí, že plná imunita je na dosah. Dosud se jim podařilo upravit dva ze tří genů zodpovědných za ptačí chřipku a jsou přesvědčeni, že se jim během několika příštích let podaří vyřešit i třetí gen.

"Když jsme tyto úpravy v buňkách provedli, nedošlo k žádnému růstu viru. Změny zastavily veškerou replikaci chřipky," uvedl pro BBC News profesor Mike McGrew z Roslin Institute.

"Jsem si nesmírně jistý, že editace těchto tří genů zajistí brzy plnou imunitu."

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Genová terapie nadějí pro děti s metachromatickou leukodystrofií

„Troufám si říci, že žádný dětský neurolog v Česku nemá prázdnou ambulanci. Bylo by skvělé, pokud by se nám i nadále podařilo zachovat počet lékařů naší specializace okolo 140. Nemůžu ale říci, že bychom měli úplný přetlak zájemců. Víme přitom, že v příštích pěti letech bychom potřebovali vychovat šedesát odborníků, abychom zachovali alespoň současný stav,“ říká MUDr. Klára Brožová, primářka Oddělení dětské neurologie Fakultní Thomayerovy nemocnice v Praze a místopředsedkyně Společnosti dětské neurologie ČLS JEP. Ve své praxi se dlouhodobě věnuje leukodystrofiím a jiným vzácným neurologickým onemocněním. Jako první v ČR také pomohla zajistit genovou terapii pro děti s metachromatickou leukodystrofií, které díky přeshraniční spolupráci tuto léčbu nedávno podstoupily v italském Miláně a mají šanci na lepší život.

Metachromatická leukodystrofie (MLD) je autozomálně recesivní dědičná porucha lysozomálního střádání, která způsobuje deficit arylsulfatázy A (ARSA), enzymu štěpícího sulfatidy. Dochází tak k jejich akumulaci v lysozomech buněk tvořících myelin v centrálním i periferním nervovém systému a v menší míře i v lysozomech buněk jiných orgánů. To se projevuje progresivní demyelinizací s velkou variabilitou klinického nástupu a závažnosti onemocnění.

V roce 2020 schválila European Medicines Agency použití genové terapie pomocí atidarsagen autotemcelu (Libmeldy) k léčbě MLD charakterizované bialelickými mutacemi v genu pro ARSA, a to u dětí s pozdně infantilní, respektive časně juvenilní formou bez klinických projevů nemoci nebo u dětí s časně juvenilní formou a časnými klinickými projevy, které jsou schopny samostatné chůze a dosud u nich nedošlo k poklesu kognitivních funkcí. Libmeldy je přípravek na bázi geneticky modifikovaných autologních buněk obohacených o populaci CD34+, která obsahuje hematopoetické kmenové a progenitorové buňky transdukované ex vivo pomocí lentivirového vektoru, jenž exprimuje gen pro ARSA. Tuto terapii, která při včasném podání může zastavit progresi MLD, v Evropě zajištuje jen několik málo kvalifikovaných léčebných center, nejdelší zkušenosti přitom mají v milánské nemocnici I.R.C.C.S. Ospedale San Raffaele.

Pojďme se vrátit k sourozencům s MLD, kteří jako první z ČR podstoupili autologní transplantaci geneticky modifikovaných kmenových buněk. Jak u nich léčba proběhla, jak se vyvíjí?

Připomněla bych, že se jedná o desetiletého chlapce a osmiletou dívku, kteří měli mírné klinické příznaky MLD před sedmým rokem věku. Obě děti už mají za sebou chemoterapie, odběr kmenových hematopoetických buněk a následně genovou terapii, tedy transplantaci vlastních kmenových buněk, které byly upraveny tak, aby obsahovaly fungující kopie genu kódujícího enzym ARSA. Celý proces léčby – včetně všech potřebných vyšetření a poměrně dlouhé hospitalizace – oba sourozenci absolvovali v milánském centru, zvládli ji dobře a neurologicky se nezhoršili.

Poté museli docházet ještě několik týdnů na ambulantní kontroly přímo v Miláně, přičemž chlapec, který podstoupil transplantaci v květnu, už je zpátky v Česku, a dívenka, která podstoupila transplantaci v červenci, se bude vracet začátkem října. Na naše oddělní budou dále dojíždět na pravidelné kontroly, zpočátku po třech měsících, v plánu je i sledování výsledků terapie milánským pracovištěm. Efekt léčby, to znamená aktivita enzymu ARSA, bude nabíhat postupně, nicméně mnohem rychleji, než by tomu bylo v případě alogenní transplantace. Takže někdy na podzim nebo koncem roku bychom mohli vědět víc o dalším průběhu MLD, ale už nyní víme, že u chlapce se tři měsíce po léčbě aktivita enzymu kompletně upravila.

Kdy a jak se na onemocnění MLD u těchto dětí přišlo?

Jsem ráda, že u obou sourozenců byla diagnóza stanovena relativně včas, kdy byli jen lehce symptomatičtí, byli schopni samostatné chůze a nedošlo u nich k poklesu kognitivních funkcí. To znamená, že mohli být kandidáty na genovou terapii, díky níž mají šanci na život. U chlapce se nemoc začala projevovat jemnými kognitivními poruchami, s čímž souvisely drobné potíže ve škole, zhoršení prospěchu a nesoustředění, před devátým rokem života už měl jasné oslabení motorických funkcí jedné dolní končetiny. Kolegové ve FN Brno, kde dělali první vyšetření, zjistili, že se jedná o polyneuropatii a že by mohla být geneticky podmíněná. Nastala tudíž analýza velkého panelu genů, jejichž mutace souvisejí s polyneuropatiemi. Přibližně po roce, na začátku prosince 2022, bylo identifikováno, že se jedná o mutaci genu pro ARSA, tj. o MLD.

Po konzultaci s brněnským pracovištěm se chlapec následně dostal do mé péče. Nejprve probíhala intenzivní komunikace s centrem v Miláně, zda by byli ochotni poskytnout genovou terapii pacientovi z Česka. Museli pro něj vytvořit plán léčby a udělat kalkulaci celkových nákladů na zdravotní péči, která se pohybovala okolo 3 milionů eur. S touto informací jsme pak vyrazili vyjednávat na zdravotní pojišťovnu. V mezičase jsme čekali na výsledky genetických testů rodičů, přičemž se ukázalo, že oba jsou přenašeči mutace genu pro ARSA. Dále jsme proto indikovali genetické vyšetření i u jejich dcery, která už měla polyp žlučníku a drobné koordinační nedostatky. Bohužel, diagnóza MLD se potvrdila i u ní.

Dá se říci, co bylo vůbec nejnáročnější z celého toho procesu?

Asi pro všechny bylo hodně vypjaté zhruba čtyřtýdenní čekání na rozhodnutí pojišťovny, zda uhradí léčbu pro chlapce – a to s vědomím, že pokud ano, bude ji s 25% pravděpodobností čekat také úhrada léčby u jeho sestry, což se nakonec potvrdilo. Musím říci, že Vojenská zdravotní pojišťovna se zachovala skvěle, vše se podařilo vyřídit relativně rychle, aby obě děti mohly genovou terapii zahájit, co nejdříve to bude možné.

Nicméně jsem věděla, že to nejtěžší mají rodiče teprve před sebou. Tedy několik měsíců s náročnou léčbou v cizím prostředí. Jinými slovy jsem je připravovala na to, že teď se sice mají špatně, ale další měsíce se budou mít ještě hůř. Dohromady půl roku tak musela rodina strávit v Itálii, kde se o ně naštěstí skvěle postarali. Místní léčebné centrum má dobře fungující program pro cizince, výborný podpůrný tým a také nadaci, která pomáhá financovat část nákladů. České zdravotní pojišťovny totiž mohou hradit jen zdravotní služby, nikoli služby sociální, jako jsou ubytování, stravování, doprava… Už od začátku jsme proto řešili i tento aspekt a pomáhali jsme rodině shánět finanční dary.

Bylo něco, co vás překvapilo – ať už z hlediska medicínského, nebo organizačního?

Musím přiznat, že jsem si skutečně rozšířila své profesní obzory. Ze strany italských kolegů totiž vzešla otázka zachování fertility sourozenců. Mně osobně by nikdy dříve nenapadlo u pacienta s juvenilní MLD přemýšlet o tom, že by mohl mít do budoucna děti. U chlapce jsme se rozhodli – vzhledem k nutnosti co nejrychlejšího zahájení terapie –, že touto cestou nepůjdeme, u dívenky jsme do toho ale šli. Ačkoli je ještě v prepubertálním věku, podařilo se jí odebrat a zamrazit ovariální tkáň, což umožní zachování její budoucí plodnosti. Velmi nám v tom pomohli kolegové z FN Motol, kde se touto problematikou zabývají v jednom vědeckém projektu. Bylo to pro mě opravdu úžasné zjištění.

Máte představu, kolik lidí s MLD v Česku vlastně žije?

Víme, že se rodí zhruba jeden člověk za jeden až dva roky. Dohromady tak může být v Česku okolo deseti jedinců s MLD, většina z nich zatím nediagnostikovaných. Diagnostikovaní pacienti jsou obvykle sledováni na Klinice pediatrie a dědičných poruch metabolismu 1. LF UK a VFN, kde dlouhodobě řeší lysozomální střádavá onemocnění. S tímto pracovištěm úzce spolupracuji a s jeho přednostou, profesorem Tomášem Honzíkem, jsme se domluvili, že si oba zmíněné sourozence, kteří byli vhodní ke genové terapii, nakonec ponechám ve své péči, protože s tímto typem léčby nikdo v republice neměl žádné zkušenosti. Letos se však objevil ještě jeden nový pacient s pozdní juvenilní formou MLD, nicméně už osmnáctiletý a v těžkém stavu, u něhož byla diagnóza bohužel stanovena pozdě.

Existují kromě genové terapie ještě jiné možnosti léčby MLD?

Pokud pomineme paliativní a podpůrnou terapii, tak jich moc není. Obecně je totiž problémem distribuce účinné látky v mozkové tkáni. To znamená, že když se lék podá do komorového systému, dostane se jen do části mozku – tímto způsobem se například léčí neuronální ceroid lipofuscinóza. Enzymatická terapie tedy neměla u MLD zase tak skvělý efekt, takže genová terapie představuje pro takto nemocné opravdu elegantní řešení, zajišťující výrazně lepší distribuci a funkci enzymu ARSA. V porovnání s alogenní transplantací krvetvorných kmenových buněk autologní transplantace nejen zpomaluje demyelinizaci mozku, rozvoj spasticity či kognitivního deficitu, ale zároveň příznivě ovlivňuje i periferní složku. Nicméně i přesto mají někteří pacienti motorické potíže v důsledku polyneuropatie.

Kam až se genová terapie v neurologii může dostat? A bude na její financování?

V Česku máme samozřejmě největší zkušenosti s léčbou nemocných se spinální muskuloskeletální atrofií. V současnosti je však pro vzácné nemoci připraveno minimálně dvacet nových léků z oblasti genové a gen modifikující terapie, velká část z nich právě pro neurologická onemocnění – například probíhají studie u pacientů s Angelmanovým syndromem a Alexandrovou nemocí. Existuje možnost pro opravdu „ultra rare“ choroby, které má v celém světě jen pár jednotek lidí, vytvořit gen modifikující terapii na míru. Začalo to v USA, ale v rámci Evropy tuto léčbu poskytují v rámci výzkumu již i v Nizozemsku.

A zda budeme mít na financování genové terapie, na to není snadné odpovědět. Rozhodnutí o financování tohoto typu léčby musí být komplexní a měli by se na něm podílet nejen lékaři, ale i etici, ekonomové a v neposlední řadě politici. Například u MLD by měl být správný postup z hlediska lékaře takový, že bude zaveden novorozenecký screening, aby děti dostávaly genovou terapii ještě jako asymptomatické, kdy mají největší šanci na vyléčení. Novorozenecký screening ovšem může fungovat jen za té podmínky, že bude současně příslib úhrady genové léčby v určitém režimu.

Věnujete se na oddělení i jiným vzácným neurologickým onemocněním?

Naše oddělení bylo od ledna 2022 zařazeno do evropské sítě pro vzácná neurologická onemocnění, ERN‑RDN. Děti s těmito chorobami tvoří významnou část našich pacientů, přičemž platí, že jednotlivé diagnózy jsou vzácné a že vzácných nemocí je obecně mnoho. Příznaky u těchto dětí mohou být různé – nejčastěji se jedná o vývojové opoždění, epilepsii a poruchy hybnosti. Onemocnění mohou být stacionární, ale mohou se zhoršovat i v čase. Proto je zásadní rychlá diagnostika a určení strategie léčby a prognózy. Na našem oddělení léčíme pacienty v celém rozsahu dětské neurologie, zvláště se ale specializujeme na leukodystrofie, epilepsie a extrapyramidová onemocnění.

Mimochodem, proč jste si jako svou profesní dráhu nakonec zvolila právě dětskou neurologii?

Po absolvování medicíny jsem si byla jistá, že nebudu dělat dětské lékařství. Po skončení studií na 1. LF UK jsem se rozhodla pro neurologii a nastoupila jsem do FN Královské Vinohrady, kde jsem se věnovala hlavně problematice epilepsií. Zhruba po deseti letech jsem od tehdejšího šéfa oddělení dětské neurologie ve Fakultní Thomayerově nemocnici, primáře Jana Hadače, dostala nabídku, která se zkrátka neodmítá. Nakonec jsem ji opravdu přijala a od té doby nelituji.

Byl přechod od léčby dospělých k dětem velkou změnou?

Byl. Zpočátku jsem měla obavy, jak budu zvládat strádání dětských pacientů, zjistila jsem ale, že vlastně nejvíce trpí, zcela pochopitelně, jejich rodiče. Děti trpí, když je jim hodně špatně, ale jakmile je jim lépe, rychle zapomínají a zase „řádí“. Za těch zhruba dvacet let jsem poznala, že dětská neurologie je obrovsky zajímavý, progresivní a pestrý obor, protože skutečně každý pacient – i s obvyklejší diagnózou – je unikátní a vyžaduje individuální přístup k managementu péče. Ať už jde o léčbu vlastního onemocnění, nebo o léčbu podpůrnou, zahrnující řešení spasticity, rehabilitaci, péči o dýchání a podobně. Zároveň se ukazuje, že je to obor, který bych neoznačila za úplně nejsnazší.

Nicméně je výhodou, že na dětské neurologii si člověk může hrát v každém věku a není středem pozornosti. Ale teď vážněji, na našem oddělení si uvědomujeme, že u dětských pacientů nestačí léčba vlastního onemocnění, ale musíme podporovat děti i celé rodiny. Součástí týmu jsou pak i psychologové, sociální pracovníci, fyzioterapeuti i herní terapeutky, kteří pomáhají dětem i rodičům nejen během hospitalizace, ale i v průběhu celé nemoci. Máme s nimi skvělé zkušenosti a spolupráce s nimi si moc vážíme.

Co z vašeho pohledu jako místopředsedkyně odborné společnosti v současnosti hýbe světem dětské neurologie?

Z medicínského hlediska je to nepochybně zmiňovaná genová léčba, dále zaměření na co nejrychlejší diagnostiku a také na výzkum fungování mozku. Pokud se týká organizace péče a vzdělávání v ČR, dětská neurologie je naštěstí základním oborem, do kterého je možné vstoupit ihned po škole. Dětští neurologové mohou v rámci vzdělávacího programu absolvovat buď pediatrický, nebo neurologický kmen. Oba přístupy mají svá specifika, jsou v něčem výhodné, ale dětský neurolog musí nakonec sloučit obě tyto specializace do jedné. Už asi před deseti lety jsme věděli, že věkový průměr dětských neurologů dosahuje 54–55 let, dlouhodobě se proto snažíme do oboru nalákat další zájemce a vzdělávání jim zatraktivnit.

Daří se to?

Aktuálně máme v ČR přibližně 140 dětských neurologů a víme, že během následujících pěti let bychom potřebovali vychovat dalších šedesát, abychom udrželi současný stav. Možná se to může zdát jako vysoké číslo, ale vzhledem k tomu, že dětští neurologové řeší i bolesti hlavy, specifické poruchy učení a spoustu dalších, ne úplně speciálních a spíše krátkodobých obtíží, kterých je u dětí hodně, tak mají ambulance docela zahlcené. Troufám si říci, že žádný dětský neurolog nemá prázdnou ordinaci.

Takže pokud by se nám i nadále podařilo zachovat počet lékařů naší specializace okolo 140–150, bylo by to skvělé. Snažíme se i ve spolupráci s ministerstvem zdravotnictví získat další zájemce o náš obor. Loni bylo vypsáno deset rezidenčních míst a obsazeno jich bylo bohužel jen sedm.

Je současná síť ambulancí dětských neurologů dostatečná?

Situace je taková, že v Praze a ve větších městech už existují samostatné ambulance, v menších městech jsou dětští neurologové součástí nemocničního provozu – buď při neurologických, nebo pediatrických odděleních. Distribuce těchto odborníků ale rozhodně není ideální, existují regiony, kde dětský neurolog není vůbec nebo kde hrozí, že nebude k dispozici během roku či dvou. Příkladem je Česká Lípa a okolí a dále Písecko nebo Příbramsko. Záhy by se proto mohlo stát, že jižně od Prahy až po České Budějovice nebude dostupná péče v dětské neurologii.

Co byste si přála, aby se do budoucna zlepšilo?

Zlepšení přichází obvykle v malých krocích… Pro začátek by tedy úplně stačilo, kdyby se podařilo vylepšit to, co jsem již zmínila – nerovnoměrná distribuce dětských neurologů.

Zdroj: Medical Tribune
zpět

Genetici poprvé izolovali RNA z vyhynulého vakovlka. Nevylučují ani jeho znovuzrození

Genetikům působícím ve Švédsku se poprvé v historii podařilo izolovat a dekódovat molekuly RNA z vyhynulého druhu. Jednalo se o 130 let starý muzejní exemplář vakovlka. Vědci věří, že jde o zásadní přelom, který jim pomůže lépe pochopit geny tohoto vyhynulého živočicha. Je také možné, že jsou na cestě k tomu, že dokonce přivedou tento druh zpět k životu.

„RNA vám dává možnost projít buňku, tkáně a najít skutečnou biologii, která se u zvířete zachovala v čase těsně před jeho smrtí,“ uvedl hlavní autor studie Emilio Mármol Sánchez, počítačový biolog z Centra paleogenetiky a SciLifeLab ve Švédsku. Nové zjištění odborníků bylo zveřejněno ve vědeckém časopise Genome Research.

Vakovlk tasmánský neboli tasmánský vlk byl masožravý vačnatec žijící na území dnešní Austrálie, Tasmánie a Nové Guineje. Svá mláďata samice odchovávala ve vaku - stejně jako klokan. Svůj vak měl dokonce i samec, ten ho využíval pro ochranu vnějších genitálií. Přestože se nejedná o tygra, díky pruhům na zádech se mu přezdívá také tasmánský tygr.

Před zhruba 2000 lety zmizel tento druh prakticky ze všech míst kromě australského ostrovního státu Tasmánie. Tam se mu stali osudní obyvatelé ostrova, kteří byli přesvědčení, že zabíjí ovce a kuřata - a vakovlka tak zcela vyhubili. Poslední vakovlk žijící v zajetí se jmenoval Benjamin a uhynul v roce 1936 v hobartské zoologické zahradě v Tasmánii.

Prý to není sci-fi. Vědci hodlají oživit vyhynulého tasmánského vlka

Exemplář, který nyní využili vědci k získání molekul RNA, pochází ze sbírky přírodovědného muzea ve švédském hlavním městě Stockholmu. A je starý 130 let.

Mármol Sánchez uvedl, že primárním cílem výzkumu jeho týmu nebylo zvrácení vyhubení, ale lepší pochopení genetické výbavy tasmánského tygra, které by mohlo pomoci nedávno zahájeným snahám o navrácení tohoto zvířete v nějaké podobě zpět do života. Informoval o tom také server CNN.

Deextinkce vyhynulého druhu

Podle Andrewa Paska, který celý projekt na deextinkci, tedy oživení vakovlků vede, se jedná o průlomové zjištění.

„Dříve jsme si mysleli, že ve starých muzejních a prastarých vzorcích zůstává pouze DNA, ale tato práce ukazuje, že z tkání lze získat také RNA,“ řekl Pask, profesor na Melbournské univerzitě v Austrálii a vedoucí laboratoře pro integrovaný výzkum genetické obnovy vakovlků.

Pask je také přesvědčen, že objev významně prohloubí vědecké znalosti o biologii vyhynulých živočichů a pomůže vytvořit mnohem lepší genomy vyhynulých zvířat. Např. starobylá DNA může za správných podmínek vydržet více než milion let a ve vědě způsobila převrat v chápání minulosti.

RNA vypoví více než DNA

Získání RNA vakovlka je přelomové také z toho důvodu, že RNA, jakožto dočasná kopie části DNA, je křehčí a rozpadá se rychleji než DNA.

Ještě donedávna se předpokládalo, že delší dobu ani nevydrží. Pouze z RNA lze ale vyčíst, jak přesně buňky živočicha fungovaly a umožní vidět skutečnou biologii buňky.

Nejstarší DNA odhaluje dva miliony let starý ztracený svět. V Arktidě bylo teplo

Už v roce 2019 vědecký tým sice sekvenoval RNA z kůže vlka staré 14 300 let, která se zachovala ve věčně zmrzlé půdě, tzv. permafrostu, ale nejnovější výzkum je prvním případem, kdy byla RNA získána z již vyhynulého zvířete.

Mármol Sánchez a jeho kolegové nyní doufají, že se jim podaří získat RNA ze zvířat, která vyhynula mnohem dříve, kupříkladu z mamuta srstnatého.

Ribonukleová kyselina (RNA) je nukleová kyselina tvořená vláknem ribonukleotidů, které obsahují cukr ribózu a nukleové báze adenin, guanin, cytosin a uracil. Je zodpovědná za přenos informace z úrovně nukleových kyselin do proteinů a u některých virů je dokonce samotnou nositelkou genetické informace. V mnoha ohledech je podobná deoxyribonukleové kyselině (DNA). Díky větší reaktivitě ribózy může molekula RNA zaujímat větší množství prostorových uspořádání a zastávat mnohem více funkcí než mnohem stabilnější DNA, která je využívaná buňkou hlavně jako úložiště genetické informace.

Pozůstatky vakovlka má i Česko

Vzhledem k tomu, že je vakovlk často zkoumán, vznikla i celosvětová databáze jeho pozůstatků.

Podle informací pražského Národního muzea se ve sbírkách 110 institucí z 23 zemí celého světa dochovalo více než 750 různých pozůstatků vakovlka včetně několika desítek vycpanin.

Své pozůstatky vakovlka vlastní i tři české instituce. V Národním muzeu se nachází kompletně zachovaná kůže a ve sbírkách zoologického muzea v Protivíně je uložena lebka. Nejvzácnější jsou ovšem čtyři embrya vakovlka, která jsou na katedře zoologie Karlovy univerzity. Na světě takových embryí existuje pouze šestnáct.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Nový nástroj umělé inteligence Google DeepMind dokáže předpovídat genetické choroby

Genetické mutace jsou změny v sekvenci DNA. K tomu dochází, když buňky vytvářejí své kopie během buněčného dělení. Mutace jsou hlavním zdrojem lidské genetické variability a mají vliv na evoluci a genetiku nemocí. Mutace ovlivňující naše geny může dát vzniknout genetické poruše. To, že se u vás mutace vyskytne, však ještě neznamená, že půjde o genetickou poruchu.

Proto vědci ze společnosti DeepMind, odnože umělé inteligence společnosti Google, oznámili, že vycvičili model strojového učení nazvaný AlphaMissense, který dokáže klasifikovat, které odchylky DNA v našich genomech pravděpodobně způsobí onemocnění.

Zveřejňuje také katalog 71 milionů možných variant, které mohou ovlivnit funkci lidských proteinů. V některých případech mohou vést k nemocem, jako je cystická fibróza, srpkovitá anémie nebo rakovina, uvádí se v tiskové zprávě Google DeepMind.

Společnost DeepMind věří, že její nový model umělé inteligence má potenciál zlepšit diagnostiku vzácných genetických poruch a pomoci objevit nové geny způsobující nemoci. Lékaři tak mohou lépe "porozumět nemocem a vyvinout nové život zachraňující léčebné postupy".

"Nástroje umělé inteligence, které dokážou přesně předpovídat vliv variant, mají sílu urychlit výzkum napříč obory od molekulární biologie po klinickou a statistickou genetiku," uvedli vědci v tiskové zprávě.
Zvednuté obočí nad prací společnosti DeepMind

S náznakem, že komerční hodnota AlphaMissense zůstává nejasná, zakladatel společnosti Insilico Medicine, která se zabývá vývojem léků na bázi umělé inteligence, Alex Zhavoronkov řekl: "DeepMind je DeepMind. Úžasná v oblasti PR a dobrá práce v oblasti AI."

Podle společnosti Google model umělé inteligence zařadil 89 % ze všech 71 milionů možných variant "missense" - jediného písmene DNA, které mění bílkovinu vytvářenou genem - do kategorie, která by mohla způsobit onemocnění.

"Cílem zde je, že mi zadáte změnu proteinu a já vám místo předpovědi tvaru proteinu řeknu: Stephen Hsu, fyzik z Michiganské státní univerzity, který se zabývá genetickými problémy pomocí technik umělé inteligence. "U většiny těchto přemetů nemáme tušení, zda způsobují onemocnění."

Předpovídání účinků konkrétní varianty je nákladný a pracný proces. Využitím nástrojů umělé inteligence lze výzkum v této oblasti urychlit. "Pomocí předpovědí AI mohou vědci získat náhled výsledků pro tisíce proteinů najednou, což může pomoci stanovit priority zdrojů a urychlit složitější studie," uvedli vědci.
Využití předchozího modelu umělé inteligence společnosti DeepMind

AlphaMissense vychází z jiného modelu společnosti DeepMind, AlphaFold, který dokáže předpovídat 3D modely proteinových struktur. Pro trénink AlphaMissense výzkumníci vyladili AlphaFold na štítcích rozlišujících varianty pozorované u lidí a blízce příbuzných populací primátů. Ačkoli AlphaMissense dělá něco jiného než AlphaFold, první z nich využívá databáze příbuzných proteinových sekvencí a strukturní kontext variant k vytvoření skóre mezi 0 a 1, které přibližně hodnotí pravděpodobnost, že varianta je patogenní.

Tým se domnívá, že tyto předpovědi vytvořené jeho nejnovějším modelem mohou pomoci "řešit otevřené otázky v jádru genomiky a celé biologické vědy".

Výzkum společnosti Google DeepMind byl zveřejněn v časopise Science.

Abstrakt studie:

Převážná většina missense variant pozorovaných v lidském genomu nemá klinický význam. Představujeme AlphaMissense, adaptaci AlphaFold vyladěnou na databázích populačních frekvencí variant u lidí a primátů, která umožňuje předpovídat patogenitu missense variant. Kombinací strukturního kontextu a evoluční konzervace dosahuje náš model nejlepších výsledků v široké škále genetických a experimentálních měřítek, aniž by se na těchto datech explicitně trénoval. Průměrné skóre patogenity genů je také prediktivní pro jejich buněčnou esencialitu a je schopno identifikovat krátké esenciální geny, které stávající statistické přístupy nedokážou odhalit. Jako zdroj informací pro komunitu poskytujeme databázi předpovědí pro všechny možné lidské záměny jedné aminokyseliny a klasifikujeme 89 % missense variant jako pravděpodobně benigní nebo pravděpodobně patogenní.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Genetika je základem precizní medicíny

Prof. MUDr. Milan Macek, DrSc., MHA, přednosta Ústavu biologie a lékařské genetiky 2. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Fakultní nemocnice v Motole a vedoucí Národního koordinačního centra pro vzácná onemocnění, v rozhovoru k příležitosti 30. výročí vzniku Asociace inovativního farmaceutického průmyslu přiblížil, odkud a kam se genetika ubírá.

Současným trendem je personalizovaná a precizní medicína. Před třiceti lety však nebyl znám žádný konkrétní molekulární cíl. Co se tenkrát vědělo?

Před třiceti lety byly již položeny základy moderní genetiky, které navazovaly a rozvíjely geniální Mendelova pozorování přenosu dědičných vloh, včetně tzv. dominance a recesivity děděných znaků. V roce 1953 byla stanovena struktura DNA a mechanismus její replikace. To je základem mezigeneračního přenosu dědičné informace. Byly odhaleny i mechanismy de novo vzniku genetických změn v zárodečné linii u starších otců, které jsou z hlediska své četnosti u novorozenců na stejné úrovni jako například recesivní vzácná onemocnění. Byly objeveny restrikční endonukleázy, které umožnily vývoj genetického inženýrství. Koncem osmdesátých let byly položeny základy DNA diagnostiky. V roce 1993, tedy přesně před třiceti lety, dostal Kary Mullis Nobelovu cenu za objev metody PCR (polymerázová řetězová reakce), která je základem molekulární genetiky a genomiky do dnešních dnů. Neváhám uvést, že PCR skutečně znamenala doslova revoluci v analýze lidského genomu.

Které objevy považujete za milníky světové genetiky za posledních třicet let?

Jmenoval bych tři nejvýznamnější objevy: přečtení většiny lidského genomu, zavedení metod sekvenace nové generace a cílenou editaci genomu metodou CRISPR/Cas9.

Lidský genom se podařilo přečíst v hrubých obrysech v roce 2003, ale poté se „dočítaly“ dílčí úseky, například v oblastech repetitivní DNA. V současné době se již objevují nové verze referenčního lidského genomu v rámci konsorcia T2T (telomere to telomere), které navíc obsahuje možnost nezávisle analyzovat oba řetězce DNA. Původně jsme předpokládali, že lidský genom obsahuje přibližně 300 000 genů. Současná analýza však ukazuje, že genů máme kolem 20 000, ale výzkum stále pokračuje a je vlastně s podivem, že takovéto malé množství genů určuje to, čím jsme, a že vysíláme meziplanetární sondy! Ostatně lidské geny zaujímají pouze dvě procenta celého genomu a zatím máme velmi málo informací o zbylé „nekódující sekvenci“, která má rozhodující vliv na expresi genů a jejich mnohočetné funkce.

Komplexní a podrobné přečtení genomu člověka je předpokladem moderní – precizní medicíny společně s možností vývoje cílené terapie.

Jednu z metod cílené terapie představuje systém „CRISPR/Cas9“, který funguje na principu „vystřihni a vlep“. Dovoluje zacílit a štěpit jakýkoli specifický úsek DNA s velkou přesností. Skládá se z krátké molekuly naváděcí RNA, která určí cílové místo v genomu, kde je následně enzymem Cas9 jeho cílová sekvence štěpena. Takto je možné také určitý gen opravit: část DNA vyměnit či určitý úsek do DNA vložit. Emmanuelle Charpentierová a Jennifer Doudnaová publikovaly objev v roce 2012 a Nobelovu cenu za něj dostaly v roce 2020. V současné době jsou testovány ex vivogenově terapeutické přístupy založené na metodě CRISPR/Cas9, např. u hematoonkologických onemocnění.

Co významného za tu dobu se stalo v české genetice?

Rád bych zdůraznil, že přestože nemáme českého nobelistu, je česká genetika, zejména co se týče péče o pacienty se vzácnými onemocněními, která jsou geneticky podmíněná, na světové úrovni. Pochopitelně nemohu zmínit všechny zakladatele oboru u nás, abych na někoho nechtěně nezapomněl, ale jak jistě víte, „jablko nepadlo daleko od stromu“. Naši předchůdci byli i přes neblahé období poválečného lysenkismu na evropské špičce, a některým dokonce unikla Nobelova cena o vlásek. Podobně mimořádně kvalitní je u nás i onkogenetický výzkum a diagnostika.

Z hlediska kvality péče o pacienty se vzácnými onemocněními patří naše zdravotnická zařízení k nejlepším v Evropské unii a jsou první v rámci jejích nových členských zemí. Například FN Motol je v „top 20“ univerzitních nemocnic v Evropě z celkového počtu 800 hodnocených evropských fakultních/univerzitních nemocnic. Pochlubit se rovněž můžeme kvalitou i kvantitou novorozeneckého screeningu. V posledních desetiletích se významně zlepšila pozice pacientů s vzácnými onemocněními: zástupci pacientských organizací jsou pravidelně přizváni k oficiálním jednáním o registraci a úhradách léčivých přípravků pro vzácná onemocnění a stali se součástí oficiálních poradních orgánů Ministerstva zdravotnictví.

Naše Národní koordinační centrum pro pacienty se vzácným onemocněním bylo ustanoveno v roce 2012 při Ústavu biologie a lékařské genetiky 2. LF UK a FN Motol a máme upřímnou radost, že můžeme naše pracoviště podporovat v rámci celoevropských iniciativ v oblasti výzkumu, diagnostiky a léčby této skupiny onemocnění. Vážíme si týmové práce a vynikající mezioborové spolupráce na celostátní úrovni.

V rámci českého předsednictví EU na podzim roku 2022 jsme se přesvědčili, že v našich zkušenostech mohou hledat inspiraci téměř všechny členské státy Unie. Poskytujeme moderní diagnostiku a léčbu a máme obsazeno 22 z 24 Evropských referenčních sítí pro vzácná onemocnění.

Máme velkou radost, že se nám podařilo zajistit velmi kvalitní genetickou diagnostiku pro naši většinovou populaci. V současné době pracujeme v rámci projektu Norských fondů na charakterizaci častých vzácných onemocnění u naší romské populace. Je to nesmírně zajímavé, protože evropští Romové mají specifickou populačně genetickou historii a také některá vzácná onemocnění (např. vrozené šedé i zelené zákaly oka, Alportův syndrom, neurovývojová onemocnění) se u nich vyskytují častěji. Tato populace byla u nás dosud opomíjena a společně s romskými mediátory a spolupracujícími praktickými lékaři ve vyloučených lokalitách se snažíme zajistit i pro tuto minoritu vysoce specializovanou diagnostickou péči a pak také cílené terapie jejich dříve nediagnostikovaných onemocnění. Je pak velmi potěšitelné vidět, když se podaří diagnostikovat geneticky podmíněný oční zákal u děti, které neprospívají ve škole ne z důvodu „zanedbání“, ale spíše proto, že špatně vidí. Po jednoduché operaci tyto děti doslova rozkvetou!

V dostupnosti léků na vzácná onemocnění v ČR však v poslední době začínáme zaostávat za vyspělými západními zeměmi. Na druhou stranu máme velmi progresivní legislativu, která účinně a systémově zajišťuje vstup léčivých přípravků pro vzácná onemocnění do našeho zdravotního systému a do úhrad z veřejného zdravotního pojištění. Je teď už jenom na zahraničních firmách, aby tento systém více využívaly a nehřešily na to, že Česká republika pro ně představuje v tomto ohledu příliš malý trh. Stojí totiž před námi nemalé výzvy v podobě zavádění genových terapií do léčby ultravzácných onemocnění, které mohou zásadním způsobem ovlivnit úhrady v celém segmentu péče o vzácná onemocnění.

Genetické pozadí však nemají jen vzácná onemocnění, ale i onemocnění zcela běžná, jakými jsou diabetes, Parkinsonova choroba, kardiovaskulární onemocnění a další. Jak se ukázalo, i těžký průběh covidu‑19 je spojen s geny zděděnými po neandertálcích. Na nedávném Evropském neurologickém kongresu profesor Nicolas Wood z Londýna hovořil o tom, že sekvenace je stále levnější a především rychlejší a včasné odhalení genetického rizika umožní včasná opatření. Je již vhodná doba pro „plošné“ sekvenování? Zlepšilo by zdravotní stav naší stárnoucí populace?

Studium a analýza genetického pozadí u častých multifaktoriálních onemocnění prochází díky novým statistickým a výpočetním algoritmům, spojeným s korelacemi genetických variant, a to v reálném čase (!) a ze stále přesnějších a rozsáhlých mezinárodních databází, doslova revolucí. Již je možné určit s poměrně velkou přesností míru polygenního rizika u častých onemocnění, která jste zmínila. Metoda tzv. polygenních rizikových skóre se stále více uplatňuje v klinické medicíně při stratifikaci rizik u pacientů s diabetem, kardiovaskulárními onemocněními, a nakonec i nově v onkologii. Konečně máme k dispozici velmi účinnou metodiku pro častá onemocnění, která především umožňuje zpřesnit léčbu, zlepšit prevenci a více motivovat vyšetřované osoby dodržovat správnou životosprávu nebo nasadit účinnou léčbu před rozvojem klinických symptomů daných onemocnění.

Další otázkou, do které má genetika co mluvit, je designování klinických studií. Jsou publikovány práce, které svědčí o tom, že populační randomizace (je rychlejší a levnější) vede k opačným výsledkům oproti studiím s mendelovskou randomizací na základě přítomnosti určité alely. Co si o tom myslíte?

V poslední době se skutečně velice rychle rozvíjí uplatnění molekulárněgenetických metod a genotypizace pacientů (synonymum – stratifikace pacientů) při randomizaci, která poskytuje silné důkazy v biologickém a lékařském výzkumu. Oba přístupy využívají metodu randomizace, aby poskytly odhady kauzálního účinku studované molekuly nebo i již vyvinutého léku. Randomizované studie a mendelovské randomizační studie však mají odlišné principy a odborné vědecké cíle. Mendelovská randomizace se někdy nazývá „přírodní randomizovanou studií“, avšak nelze ji použít jako plnohodnotnou náhradu klasické randomizované studie, spíše poskytuje doplňující informace a zpřesňuje analýzu výsledků s ohledem na genotyp pacientů versus kontroly. Je to však poměrně složitá problematika přesahující rámec tohoto rozhovoru, ale v zásadě se oba postupy účelně doplňují. Přesto je nutno zdůraznit, že se mendelovská randomizace může statisticky projevit až u rozsáhlých studijních kohort, protože největší výpovědní hodnotu mají málo četné, minoritní alely.

V roce 2021 uveřejnil New England Journal kazuistiku pětitýdenního chlapce s akutními neurologickými příznaky, u něhož byla v řádu hodin provedena urgentní sekvenace, jejíž výsledky vedly k úspěšné léčbě. Je takové vyšetření i u nás? Respektive mají čeští lékaři možnost takového vyšetření?

Ano, rychlá sekvenace, a především pak rychlá bioinformatická analýza genomu, tj. v řádu cca maximálně 48 hodin, u kriticky nemocných novorozenců je velmi efektivní metodou ke zjištění nejasné diagnózy a zavedení úspěšné, a především pak cílené léčby zaměřené na molekulární podstatu onemocnění. Ve vyspělých západních zemích je tato metoda nyní již prakticky rutinně zavedena ve velkých univerzitních nemocnicích. Je však velmi náročná na vysoce výkonné sekvenační platformy nové generace, specifický hardware a software pro bioinformatickou analýzu. To vše musí obsluhovat perfektně sehraný multidisciplinární tým odborníků, zahrnující nejenom genetiky, ale i pediatry, neonatology a dětské neurology. V České republice zatím bohužel tato technologie není dostupná a nejsou ani připraveny úhradové mechanismy z veřejného zdravotního pojištění. Věříme však, že od příštího roku budeme moci navrhnout základní model „rapid seq“ pro přední neonatologická pracoviště a tuto službu poskytnout i našim pacientům.

Poslední otázka směrem k budoucnosti: jak se uplatní v genetice umělá inteligence a strojové učení? A na co se v budoucnosti oboru těšíte?

Umělá inteligence, spíše však přesněji strojové učení, velice rychle proniká do lékařské genomiky a umožňuje nám rychleji „prioritizovat“ nalezené varianty z hlediska jejich patogenetického dopadu. Současně umělá inteligence umožňuje analyzovat nepřeberné množství stále narůstající odborné literatury a vyznat se v komplexní a neustále se rychle rozvíjející klinické a laboratorní problematice více než 6 000 vzácných onemocnění. Naše pracoviště již několik let spolupracuje s přední izraelskou bioinformatickou firmou a snažíme se společně rozšířit databázi českých genomových variant, a tím významně posunout genomovou diagnostiku u nás. Nemůžeme spoléhat na mezinárodní databáze, kde jsou doposud česká a vlastně středoevropská data nedostatečně zastoupena.

K tomu, aby se plně využila analýza genomu, je však nezbytné i digitalizovat „fenotyp“ pacientů. Zatím korelujeme velmi přesné genomové analýzy s patologicko‑anatomicky stanovenými názvy chorob v podstatě od doby R. Virchowa z poloviny 19. století! U vzácných onemocnění už několik let používáme trojrozměrnou obličejovou biometrickou analýzu, která umožňuje digitalizovat s maximální přesností obličejové odchylky v porovnání s normou. Můžeme navíc příznaky u pacienta popsat pomocí velmi přesné lidské fenotypové ontologie, což společně se vyšetřením genomu umožňuje významně zpřesnit a zkvalitnit diagnostiku vzácných onemocnění. Naše pracoviště se podílí na překladu lidské fenotypové ontologie a tzv. Orphakódů, které umožní větší rozlišení vzácných diagnóz nad rámec MKN‑10. Máme radost, že vykazování pomocí Orphakódů nedávno přijaly i naše zdravotní pojišťovny

Umělá inteligence je však stále na začátku a netušíme, co přinese do budoucna, a je na nás, abychom ji správně používali a nespoléhali pouze „na stroje“, ale uplatnili i naši „lidskou“ klinickou a diagnostickou zkušenost. Moc bych si přál, abychom využili umělé inteligence k pochopení dosud neznámé funkce 98 procent genomu a jeho regulační role při vývoji jedince. Znamenalo by to další zásadní pokrok v lidské genomice a při vývoji nových cílených léčebných postupů. Konečně bych si přál, aby převládl zdravý rozum a humanistický princip k tomu, aby umělá inteligence nezačala stratifikovat lidi hned po narození na základě jejich „genetické výbavy“. Náš druh není definován jenom geneticky, ale především pak vzděláním a kulturou, která naše genetické dispozice po narození kreativně pomáhá rozvíjet. Je to jako s ohněm, který je dobrým sluhou, ale špatným pánem…

Zdroj: Medical Tribune
zpět

genetické testování náchylnosti k rakovině

Přibližně 10 % pacientů s diagnostikovanou rakovinou má zárodečnou variantu genu, která zvyšuje náchylnost k rakovině. Mezi nejčastější příklady patří zárodečné patogenní varianty (mutace) v genech BRCA1 a BRCA2, které jsou spojeny se zvýšeným rizikem rakoviny prsu, vaječníků, slinivky břišní a prostaty, a zárodečné patogenní varianty v genech MLH1, MSH2, MSH6 a PMS2 (Lynchův syndrom), které jsou spojeny se zvýšeným rizikem kolorektálního karcinomu, rakoviny endometria a dalších typů rakoviny.

Bylo popsáno více než 100 genů, které zvyšují náchylnost k rakovině (s různou mírou penetrance a asociace s náchylností k rakovině). Prevalence těchto zárodečných genetických variant se liší podle typu rakoviny a pohybuje se od 4 % až 6 % u pacientů s rakovinou plic, jícnu a hlavy a krku po 30 % u mužů s rakovinou prsu.

U pacientů s diagnostikovanou rakovinou je testování genových variant spojených se zvýšenou náchylností k rakovině důležité přinejmenším ze dvou důvodů. Za prvé, testování poskytuje informace o nejoptimálnější léčbě pacienta s rakovinou. Za druhé, testování pomáhá identifikovat příbuzné, kteří mohou mít zděděné geny zvyšující náchylnost k rakovině. Identifikace těchto genů by mohla zlepšit výsledky díky rozšíření screeningu rakoviny a opatřením snižujícím riziko, jako je preventivní chirurgický zákrok. S příchodem technologií sekvenování nové generace se genetické testování rizika rakoviny posunulo od sekvenčního testování jednoho genu k vícepanelovému genetickému testování pomocí krve nebo slin. Tyto testy vyžadují pouze 2 až 4 týdny pro získání výsledků a provádí je několik velkých komerčních laboratoří.

U pacientů s diagnózou rakoviny, u nichž doporučují praktické pokyny genetické testování náchylnosti, je vícepanelové genetické testování hrazeno většinou zdravotních pojišťoven. Praktické pokyny nyní doporučují testování dědičných genů náchylnosti k rakovině u všech pacientů s rakovinou vaječníků, prsu u mužů a slinivky břišní. U dalších typů rakoviny, včetně rakoviny prsu u žen, prostaty a tlustého střeva a konečníku, se kritéria pro testování rozšířila a více praktických pokynů nyní doporučuje testování genetické náchylnosti u všech pacientů nebo u stále většího počtu podskupin pacientů.

Genetické testování dědičných nádorových syndromů se stalo nedílnou součástí onkologické péče, protože přímo ovlivňuje léčbu a terapii. V roce 2014 byl americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv schválen první inhibitor poly(adenosin difosfát-ribózy) polymerázy pro karcinom vaječníků spojený s BRCA a v nedávné době bylo schválení rozšířeno o léčbu karcinomu prsu spojeného s BRCA, karcinomu slinivky břišní a karcinomu prostaty. V době stanovení diagnózy rakoviny prsu může identifikace vysoce rizikové varianty v genu pro náchylnost, jako je BRCA1 nebo BRCA2, některé ženy přimět k volbě bilaterální mastektomie snižující riziko nebo salpingo-ooforektomie snižující riziko. Pacientky s variantami v genech predisponujících k rakovině jsou také kandidátkami na častější nebo intenzivnější screening rakoviny. Příkladem je kolonoskopie každé 1 až 2 roky u Lynchova syndromu, magnetická rezonance prsu u žen s genetickými variantami BRCA1 a BRCA2 a celotělová magnetická rezonance u pacientek s Li-Fraumeniho syndromem.

V tomto čísle časopisu JAMA Kurian a kol. uvádějí míru genetického testování u dědičné náchylnosti k rakovině u více než 1,36 milionu pacientů, u nichž byla v letech 2013-2019 diagnostikována rakovina. Kurian et al propojili výsledky genetických testů ze 4 hlavních komerčních laboratoří s incidencí diagnózy rakoviny hlášené do kalifornského a gruzínského registru Surveillance, Epidemiology, and End Results tumor. Kurian et al uvádějí, že pouze 6,8 % pacientů s nádorovým onemocněním podstoupilo do 2 let od stanovení diagnózy nádorového onemocnění genetické testování náchylnosti. Míra testování byla vyšší u karcinomu prsu u mužů a karcinomu vaječníků, u nichž praktické pokyny doporučují univerzální testování u všech diagnostikovaných pacientů.

Avšak i u karcinomu vaječníků, u kterého je univerzální genetické testování doporučováno od roku 2010, byla míra genetického testování pouze 38,6 %. Nejvyšší míra testování byla 50 % u mužů s karcinomem prsu. U rakoviny slinivky břišní se míra genetického testování zvýšila z 1,2 % v roce 2013 na 18,6 % v roce 2019, kdy bylo univerzální testování pro tento typ nádoru poprvé doporučeno. Dříve bylo testování doporučováno pouze pacientům, kteří splňovali určitá kritéria rodinné anamnézy, nebo pacientům s určitými předky, o nichž bylo známo, že jsou spojeni s vyšší mírou genetické náchylnosti. Vzhledem k tomu, že registry nádorů nezaznamenávají rodinnou anamnézu, nebylo možné vyhodnotit počet osob s nádorovým onemocněním, které splňovaly kritéria praktických doporučení, ale nepodstoupily genetické testování. Někteří pacienti s nádorovým onemocněním si mohli nechat provést genetické testování v laboratořích zaměřených přímo na spotřebitele a v analýzách by nebyli započítáni mezi pacienty s genetickým testováním. Nicméně nízká míra genetického testování rakoviny, kterou uvádí Kurian et al, vzbuzuje obavy a měla by být podnětem k intervencím zaměřeným na zvýšení míry genetického testování s cílem snížit zátěž rakovinou.

Silnou stránkou studie Kuriana et al bylo měření testování na úrovni populace s využitím celostátních registrů nádorů v Kalifornii a Georgii. Při analýze výsledků podle rasy a etnické příslušnosti podstoupilo genetické testování na rakovinu prsu u mužů, žen nebo vaječníků 22 % asijských pacientů, 25 % černošských pacientů a 23 % hispánských pacientů ve srovnání s 31 % bělošských pacientů s těmito typy rakoviny. Nejisté výsledky genetických testů (definované jako výsledek, který nemohl jednoznačně určit, zda daná varianta souvisí s rakovinou), které mohou vést k neoptimálnímu klinickému managementu a zvýšené úzkosti pacientů, byly výrazně častější u pacientů jiné než bílé pleti. Kombinace nízké úrovně genetického testování a častější identifikace variant s nejistým klinickým významem může udržovat stávající rozdíly.

Analýzy Kuriana et al. neidentifikovaly důvody nedostatečného využívání genetického testování. Potenciální vysvětlení lze rozdělit nejméně do dvou kategorií. Za prvé, existují překážky související se systémem zdravotní péče (např. nedostatečně včasný přístup ke genetickému poradenství). Mnoho zdravotnických systémů nezaměstnává genetické poradce a v USA je těchto odborníků nedostatek. Za druhé, existují faktory na straně pacientů, jako je např. zaujetí zvládáním léčby rakoviny, nedostatečná informovanost nebo zájem, nedůvěra nebo strach z možných následků testování, které mohou přispívat k nízkému počtu genetických testů. Tyto faktory související se systémem zdravotní péče a s pacienty jsou ještě závažnější u zranitelných skupin obyvatelstva, včetně rasových a etnických menšin, obyvatel venkovských oblastí a pacientů s nízkou zdravotní gramotností.

Ke zlepšení míry genetického testování náchylnosti k rakovině jsou zapotřebí nové modely poskytování péče. V USA je to prioritou programu Moonshot Národního onkologického institutu. Za prvé, lékaři musí být seznámeni s praktickými pokyny, které uvádějí, kdy je genetické testování náchylnosti k rakovině indikováno. Tento cíl může usnadnit zajištění konzistence praktických pokynů sponzorovaných odbornými společnostmi. Nástroje pro podporu klinického rozhodování integrované do elektronických záznamů by mohly systematicky identifikovat pacienty vhodné pro genetické testování nádorových onemocnění. Automatizovaná oznámení klinikům o kritériích způsobilosti a testování integrovaná do patologických zpráv u typů rakoviny s dědičnými geny náchylnosti mohou zvýšit objednávání genetických testů kliniky.

Za druhé, lékaři by měli svým pacientům testování doporučovat a poskytovat jim informace potřebné k informovanému rozhodnutí, zda testování podstoupit. Genetické testování náchylnosti k rakovině tradičně vyžaduje před testováním návštěvu genetického poradce, aby byl získán informovaný souhlas a zajištěno jasné pochopení důsledků pro pacienta a jeho příbuzné v případě zjištění varianty náchylnosti k rakovině. Tento model poskytování genetického poradenství však není ani účinný, ani udržitelný. Pacienti musí mít přístup k jasným, spolehlivým a vhodným zdrojům informací, které jim pomohou při rozhodování o podstoupení testování a při porozumění výsledkům testů a jejich zvládání. Individuální návštěva genetického poradce by neměla být podmínkou testování.

Alternativou k tradiční návštěvě genetického poradce před testováním je přístup testování v místě péče, známý také jako mainstreaming. V rámci tohoto modelu lékaři, kteří se nezabývají genetickou péčí (obvykle chirurgové nebo onkologové), poskytnou během jedné návštěvy zdravotnického střediska krátké edukační sezení, získají souhlas a objednají genetické testování. Několik studií u pacientů s rakovinou prsu, vaječníků, slinivky břišní a prostaty prokázalo vynikající proveditelnost a přijatelnost tohoto přístupu. Výsledky (zejména v případě pozitivních nebo nejistých výsledků testů) může předat také genetický poradce nebo jiný lékař vyškolený v oblasti genetiky nádorových onemocnění.

Aby se pacientům dostalo potřebných informací, lze předtestové (a případně i potestové) genetické poradenství poskytovat pomocí digitálních metod, například videí přístupných na webu. Genetičtí poradci mohou vysvětlit dědičnou náchylnost k rakovině v jazyce, který pacient preferuje. Videa mohou být doplněna telehealth návštěvami s genetickými poradci pro pacienty, kteří vyžadují individuálně přizpůsobené informace. Zkušenosti ukazují, že mnoho pacientů souhlasí se zárodečným testováním po zhlédnutí krátkého videa. Porozumění by se mohlo vyhodnocovat pomocí krátkých dotazníků. Díky tomuto přístupu může být genetické poradenství a genetické testování široce dostupné s minimálními náklady.

V budoucnu mohou na dotazy pacientů týkající se genetického testování odpovídat chatboti s podporou umělé inteligence. Mnoho interakcí v oblasti genetického poradenství se v současné době provádí pomocí telehealth a nezdá se, že by tento trend s odeznívající pandemií COVID-19 slábl. Telehealth je pohodlný, efektivní a může pomoci zvýšit počet genetických testů. Trvalé odstranění regulačních překážek pro telemedicínské genetické poradenství v celých USA by pomohlo udržet přístup ke genetickému poradenství.

Identifikace genových variant spojených se zvýšenou náchylností k rakovině může zlepšit výsledky pro pacienty s rakovinou i jejich rodinné příslušníky. Jak zdůrazňují údaje Kuriana et al, genetické testování náchylnosti k rakovině není dostatečně využíváno, což je promarněná příležitost ke snížení zátěže rakovinou na úrovni populace. Pokud se bude klást větší důraz na překonání překážek na úrovni zdravotnického systému i na úrovni pacientů, které brání genetickému testování náchylnosti k rakovině u pacientů s rakovinou, zlepší se výsledky léčby a předejde se diagnóze rakoviny a souvisejícím úmrtím rodinných příslušníků.

Zdroj: JAMA
zpět

BacterAI: Nový systém umělé inteligence umožňuje provádění 10 000 vědeckých experimentů denně pomocí robotů

Skupina vědců vytvořila systém založený na umělé inteligenci, který umožňuje automatům provést až 10 000 vědeckých experimentů nezávisle na sobě během jediného dne.

Systém AI, pojmenovaný BacterAI, by mohl výrazně urychlit tempo objevů v řadě oborů, jako je medicína, zemědělství a věda o životním prostředí. V nedávné výzkumné studii zveřejněné v časopise Nature Microbiology tým úspěšně využil systém BacterAI k mapování metabolických procesů dvou mikrobů spojených se zdravím ústní dutiny.

Objevování požadavků na aminokyseliny pro růst mikrobů

Výzkumný tým Michiganské univerzity pod vedením profesora Paula Jensena se zaměřil na zjištění požadavků na aminokyseliny pro růst prospěšných mikrobů v ústech.

Určit přesnou kombinaci aminokyselin pro jednotlivé bakteriální druhy však bylo obtížné kvůli velkému počtu možných kombinací vyplývajících z 20 dostupných aminokyselin.

K překonání tohoto problému byl vyvinut systém BacterAI, který denně testuje stovky kombinací aminokyselin a upravuje kombinace na základě výsledků z předchozího dne. Během devíti dnů BacterAI v 90 % případů přesně předpovídal kombinace aminokyselin nezbytné pro růst.

Automatizované experimentování pro urychlení objevů

Automatizované experimentování a využití systému BacterAI má potenciál rozšířit se daleko za hranice mikrobiologie a umožnit výzkumníkům z různých oborů formulovat otázky jako hádanky, které by umělá inteligence řešila metodou pokusů a omylů.

Stojí za zmínku, že přibližně 90 % bakterií zůstává nedostatečně prozkoumáno a konvenční metody získávání základních vědeckých poznatků o nich vyžadují značné množství času a zdrojů. Rychlé tempo automatizovaných experimentů může tyto objevy výrazně urychlit a otevřít tak dveře budoucím průlomovým objevům v různých oborech.

BacterAI je pozoruhodnou inovací v oblasti umělé inteligence, a to díky své schopnosti vytvářet svůj soubor dat prostřednictvím řady experimentů, na rozdíl od konvenčního přístupu, kdy se do modelu strojového učení vkládají soubory označených dat.

Platforma využívá výsledky předchozích pokusů k předpovědím experimentů, které mohou poskytnout nejvýznamnější množství informací. S méně než 4 000 experimenty BacterAI přišla na většinu pravidel pro přesné krmení bakterií.

Vývoj systému BacterAI týmem vedeným profesorem Paulem Jensenem představuje pozoruhodný skok vpřed ve využívání umělé inteligence k urychlení vědeckých objevů. Jak ukázal výzkum týmu, BacterAI může poskytnout zásadní informace o mikrobiálním světě, včetně těch, které ovlivňují naše zdraví.

Vzhledem k tomu, že roboti provádějí až 10 000 experimentů denně, je potenciál platformy pro urychlení objevů obrovský. Studii financoval Národní institut zdraví s podporou společnosti NVIDIA.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Dívka tvrdí, že je ztracená Maddie.

Soukromý detektiv udělal důležitý test. O velkou senzaci se v posledních týdnech postarala 21letá Polka Julia Wandeltová. Tvrdí totiž, že je zmizelou Maddie McCannovou. Dokonce na svém instagramovém profilu tvrdí, že rodiče ztracené Britky souhlasí s testy DNA. Ty by měly záhadu definitivně objasnit. Soukromý detektiv, který na hledání Maddie pracoval, však přišel s výsledky biometrické analýzy. Ty Julii nejspíš radost neudělají.
Případem ztracené Madeleine McCannové se od roku 2007, kdy tříletá dívenka zmizela z hotelového pokoje v portugalském Algarve, zabývala řada vyšetřovatelů. Úspěch neslavil nikdo z nich. Nyní to však vypadalo, že je k nalezení Maddie velmi blízko.

Na sociálních sítích totiž 21letá Polka Julia Wandeltová tvrdí, že je ztracenou Britkou. Tuto teorii však zpochybnil jeden ze soukromých detektivů, kteří na případu pracovali. Francisco Marco byl ředitelem detektivní agentury Metodo 3. Rozhodl se, že využije svých nabytých zkušeností a porovná podobu Maddie a Julie.

"Provedl jsem biometrické šetření a její rysy se neshodují s těmi Madeleininými," prohlásil pro web RAC1 Marco. Dodal však, že nemůže bez důkazu říct, že se jedná o podvodnici. K dořešení celé situace tak mohou pomoci testy DNA. Je v tom ale malý háček.
Rodina Julie Wandeltové s nimi nesouhlasí. "Mám pocit, že je třeba spíše donutit matku nebo někoho jiného z Juliiny rodiny, aby test DNA podstoupil, než narušovat klid Kate a Gerryho McCannových," řekla pro deník The Sun soukromá detektivka Fia Johanssonová. Ta si vzala řešení Juliina případu na starost.

Julia navíc na svých sociálních sítích tvrdí, že rodina McCannových už s testy DNA souhlasila. Zdroje z okolí rodiny to však popírají.

Zdroj: Nova TV
zpět

Dívka požádala o analýzu DNA Santa Clause. Policie jí vyhověla

Desetiletá Scarlett Dourmattová z Cumberlandu ve státě Rhode Island si není jistá existencí Santa Clause, a tak požádala o pomoc policii. Zaslala tedy k analýze DNA nakousnutou sušenku a mrkev, které o Vánocích přichystala pro Santu a jeho sobí doprovod.

Scarlett Dourmatová přichystala o Vánocích pro Santa Clause a jeho soby sušenky a mrkev. Ale ani když je druhý den ráno našla nakousnuté, nepřesvědčilo ji to. Proto „důkazy“ zabalila a poslala na místní policejní oddělení.

V přiloženém dopisu mimo jiné napsala: „Chtěla bych se zeptat, zda byste mohli odebrat vzorek DNA a zjistit, zda je Santa skutečný.“ Maminka Alyson v této souvislosti zmínila, že její dcera byla vždy „poněkud skeptická“, zatímco sama Scarlett upřesnila, že vždy měla ráda detektivní seriály. „A myslím, že by bylo skvělé být detektivem,“ dodala.

Policejní šéf Matthew Benson na tuto hru bez váhání přistoupil a řekl, že chce pomoci rozvíjet dětskou představivost a vyšetřovací schopnosti malé detektivky. Ihned tedy vydal rozkaz, aby byly vzorky k analýze DNA odeslány na forenzní oddělení. „Tato mladá dáma má zjevně velký zájem o pravdu a vyšetřování,“ uvedl v prohlášení.

A zatímco se čeká na výsledky testů, policisté už mezitím malou Scarlett kontaktovali, aby jí sdělili, že mají i několik dalších důkazů, že Santa se pohyboval v okolí jejího domova. Mezi nimi jsou například záběry sobů z bezpečnostní kamery a také se podařilo najít svědka, který poblíž viděl muže odpovídajícího Santovu popisu.

Přístup policie vzbudil velmi pozitivní reakce uživatelů sociálních sítí. „Pokud bude Santa shledán vinným, buďte na něj prosím mírní. Ve skutečnosti to totiž není vloupání, ale doručení,“ napsal například jeden z nich.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Neznámá sibiřská komunita náhle zmizela, zjistila nová studie

Je běžně doloženo, že na počátku lidské historie se lidé přesunuli ze severní Asie do Severní Ameriky přes Beringovu úžinu. Minulý týden vyšla studie, která tvrdí, že lidé mohli Beringovu úžinu překročit dříve, než jsme si mysleli, a to v důsledku klimatických změn.

Podle nové studie, která byla včera (12. ledna) zveřejněna v časopise Current Biology, genomy deseti jedinců starých až 7 500 let prokazují tok genů lidí migrujících ze Severní Ameriky do Severní Asie (tj. v opačném směru).

Výzkumný tým se zabýval také pozůstatky pravěkého šamana, který žil na západní Sibiři před přibližně 6 500 lety. Podle současné analýzy DNA se tato lokalita nachází více než 900 mil (1 500 km) západně od skupiny, s níž sdílel genetické vazby.

Dosud neznámá populace

Jejich zkoumání identifikuje dosud neidentifikovanou raně holocenní sibiřskou populaci, která žila v neolitické Altajsko-Sajanské oblasti poblíž hranic Ruska, Číny, Mongolska a Kazachstánu. Podle výzkumu DNA se jednalo o potomky jak paleosibiřského, tak staroseveroasijského obyvatelstva (ANE).

"Popisujeme dosud neznámou populaci lovců a sběračů na Altaji starou již 7 500 let, která je směsicí dvou odlišných skupin, jež žily na Sibiři během poslední doby ledové," říká Cosimo Posth z univerzity v německém Tübingenu a hlavní autor studie.

"Altajská skupina lovců a sběračů přispěla k mnoha současným i pozdějším populacím v celé severní Asii, což ukazuje, jak velká byla mobilita těchto sběračských komunit," dodává.

Domovina Denisovanů

Jak je uvedeno ve sdělení, Posth také naznačil, že se zde vyskytovali i Denisované. Tato oblast navíc hrála v historii lidstva významnou roli jako křižovatka migrací lidí po celá tisíciletí mezi severní Sibiří, střední Asií a východní Asií.

Nově objevený genofond by mohl být nejlepším zdrojem pro předpokládanou populaci příbuznou ANE, která dala vzniknout populacím doby bronzové ze severní a vnitřní Asie. Patří sem lovci a sběrači z Bajkalského jezera, pastevci spojení s Okuněvem a mumie z Tarimské pánve, tvrdí vědci.

"Nejvíce mě překvapil nález jedince datovaného do podobného období jako ostatní altajští lovci-sběrači, ale se zcela odlišným genetickým profilem, který vykazuje genetickou příbuznost s populacemi nacházejícími se na ruském Dálném východě," říká Ke Wang z čínské Fudan University a hlavní autor studie.

"Zajímavé je, že jedinec z Nizhnetytkesken byl nalezen v jeskyni obsahující bohaté pohřební zboží s náboženským kostýmem a předměty interpretovanými jako možné zastoupení šamanismu."

"Není jasné, zda jedinec z Nizhnetytkesken pocházel z velké dálky, nebo se populace, z níž pocházel, nacházela poblíž," říká. "Jeho hrobové předměty se však zdají být odlišné od jiných místních archeologických kontextů, což naznačuje mobilitu kulturně i geneticky odlišných jedinců do altajské oblasti."

Abstrakt studie:

Historie osídlení severní Asie zůstává z velké části neprozkoumaná kvůli omezenému počtu analyzovaných starověkých genomů z této oblasti. V této práci uvádíme údaje o celém genomu deseti jedinců datovaných již 7 500 let před současností ze tří oblastí severní Asie, konkrétně z Altaj-Sajanu, ruského Dálného východu a poloostrova Kamčatka. Naše analýza odhaluje dosud nepopsaný středoholocenní sibiřský genofond u neolitických altajsko-sajanských lovců-sběračů jako genetickou směs paleosibiřských a staroseveroevropských (ANE) předků. Tento výrazný genofond představuje optimální zdroj pro předpokládanou populaci příbuznou s ANE, která přispěla ke skupinám doby bronzové ze severní a vnitřní Asie, jako jsou lovci-sběrači od jezera Bajkal, pastevci spjatí s Okunevo a možná i populace z Tarimské pánve. Zjistili jsme přítomnost starobylého severovýchodoasijského (ANA) původu - původně popsaného u neolitických skupin z ruského Dálného východu - u jiného neolitického altajsko-sajanského jedince spojeného s odlišnými kulturními rysy, což odhaluje rozšíření ANA původu ∼1 500 km dále na západ, než bylo dosud pozorováno. Na ruském Dálném východě jsme identifikovali 7 000 let staré jedince, kteří nesou předky spojené s Džómonem, což ukazuje na genetické vazby s lovci-sběrači na japonském souostroví. Uvádíme také několik fází toku genů souvisejících s původními obyvateli Ameriky do severovýchodní Asie v průběhu posledních 5 000 let, které dosáhly poloostrova Kamčatka a centrální Sibiře. Naše zjištění poukazují na do značné míry propojenou populační dynamiku v celé severní Asii od raného holocénu.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

ZEMĚDĚLSTVÍ ŠÍŘITI BUDEŠ

Nová revoluce v přírodních vědách umožňuje vyprávět dosud skryté příběhy z prehistorie. Jaká to má úskalí?

Roku 2011 byly zveřejněny výsledky izotopových analýz zubní skloviny muže pohřbeného poblíž Stonehenge, který zemřel někdy kolem roku 2300 před naším letopočtem, právě v období vzniku této monumentální stavby. Nová metoda využila toho, že prostřednictvím potravy se do lidských zubů dostávají izotopy stroncia v poměru, který je závislý na místních geologických podmínkách. Pokud se tedy člověk stravoval z lokálních potravin (což bylo v pravěku pravidlem), dokážeme poznat, odkud pocházel. A ukázalo se, že muž pokřtěný podle hrobové výbavy na Lukostřelce z Amesbury se nenarodil v Británii, ale někde ve střední Evropě, možná v Německu. Noviny tehdy zveřejnily karikaturu, na níž bylo Stonehenge vyobrazeno jako pivní stan plný chlapíků s tupláky oblečených do kožených kalhot s padacím mostem. Ale humor stranou – Lukostřelec odstartoval dekádu průlomových objevů týkajících se prehistorie, která se tak začala zalidňovat osudy konkrétních lidí a společností. Konečně bylo o čem vyprávět!

S psaním knih o prehistorii je totiž trochu problém. Prehistorií myslíme koncept studia lidských kultur a společností, který je zcela nezávislý na psané historii. Prehistorie tedy není primárně obdobím, které by bylo velmi dávno. Ve skutečnosti naprostá většina společnosti začala svou minulost písemně zaznamenávat teprve před pár stoletími nebo milénii, a to včetně nejmocnější země současného světa, která byla prehistorickou až do roku 1513, kdy na pobřeží Floridy přistáli Španělé hledající bájný pramen věčného mládí. Zatímco knihy o historii se díky existenci písemných pramenů čtou snadno, pro díla o prehistorii, kde chybějí záznamy o konkrétních událostech, to neplatilo. Až dosud.

Letos byla vůbec poprvé udělena Nobelova cena za poznávání dávné lidské minulosti, a to navzdory tomu, že dějiny nejsou oficiálně oceňovaným oborem. Cenu v kategorii fyziologie a lékařství přebíral 10. prosince v Oslu genetik Svante Pääbo za objev křížení anatomicky moderních Homo sapiens s neandertálci. Ocenění tak potvrdilo význam studia prehistorie, v jejímž poznávání došlo k něčemu, co bývá označováno za třetí revoluci v archeologii.

Kovbojové na koních

První revolucí bylo pochopení principů vertikální stratigrafie, tedy toho, že starší vrstvy obvykle spočívají pod těmi mladšími, což archeologie v 19. století odkoukala z geologie, a vytvořila tak časovou souslednost nálezů. Druhou se v polovině 20. století stal objev radiokarbonového datování, jež umožňuje určovat chronologii absolutně. V roce 2014 si pak badatelé uvědomili, že v poznávání prehistorie se opět něco děje. Třetí revoluce je dílem bioarcheologů a archeogenetiků, kteří začali přepisovat prehistorii Evropy díky výzkumu pozůstatků rostlin, pravěké DNA, izotopového složení tkání a dalšími metodami.

Kolem roku 1250 př. n. l., v době bronzové, došlo v severním Německu v údolí řeky Tollense k bitvě. Archeologové odkryli pozůstatky 130 lidí, pěti koní a mnoho artefaktů. Předpokládá se, že říční náplavy skrývají tělesné pozůstatky až 750 osob, což by mohlo svědčit o válečném střetu asi 4000 bojovníků, kteří se tehdy zřejmě utkali o přechod řeky. Na nalezených kostech jsou vidět drtivá poranění, včetně například zaseknuté pazourkové šipky. Analýzou stronciových izotopů se podařilo tehdejší bojovníky rozdělit na dvě skupiny podle území, odkud pocházeli. První, říkejme jim obránci, byli svým původem spojeni přímo s okolím oblasti, kde se bojovalo. Útočníci pocházeli odjinud. Odkud? Zdá se, že zřejmě z Čech! Následně se ukázalo, že naši středoevropští předkové nejspíš byli velmi schopnými bojovníky; jako žoldnéři totiž bojovali i roku 480 př. n. l. na Sicílii, na straně Řeků proti Kartagincům. A přicházely další a další objevy, které odkrývaly fantastické příběhy – nové hřiště pro všechny, kteří se prehistorickou minulostí zabývají.

Ukázalo se, že náš kontinent zažil tři principiální migrační události, které jsou dodnes vepsány v genech současných Evropanů. Tou první byla vlna anatomicky moderních Homo sapiens, kteří před 70 tisíci lety začali z Afriky pronikat do Euroasie, kde se přibližně před 50 tisíci lety křížili s neandertálci. V našich genech se to odrazilo například v různé vnímavosti k infekčním chorobám, v metabolických pochodech nebo i barvě kůže. Moderní lidé už z Evropy neodešli, ale jejich konkrétní populace se v rámci kontinentu přesouvaly a některé zcela vymizely. Například s lovci mamutů kultury gravettienu, které známe z nálezů na jižní Moravě, případně z knihy Eduarda Štorcha, nemáme geneticky společného nic.

Spříznění jsme až s jejich nástupci, magdalénskými lovci sobů, kteří na kontinentě žili asi před 19–12 tisíci lety. A ovšem také s jejich potomky, s lovci a sběrači, kteří v Evropě sídlili po konci střídání dob ledových a meziledových. Jejich způsob života se však kolem roku 6000 př. n. l. změnil, když se z prostoru Blízkého východu – podél pobřeží Středozemního moře a současně přes Balkán – do nitra Evropy šířila neolitická zemědělská kultura. Dlouho nebylo jisté, co tak radikální změnu způsobu života, jakou byl přechod na zemědělství, vlastně vyvolalo – zda se neolitické inovace po Evropě šířily předáváním znalostí mezi komunitami, anebo díky migraci. Dnes najisto víme, že platí to druhé a zemědělský způsob života přinesli noví osadníci, kteří domácí obyvatelstvo přečíslili. Právě oni představují druhou velkou vlnu migrace.

Výsledky archeogenetiky ukazují, že se původní evropští lovci-sběrači s příchozími anatolskými zemědělci křížili, ale jejich způsob života zřejmě nepřebírali. Po nějakou a mnohde i dost dlouhou dobu tak vedle sebe existovaly dvě kulturně zcela odlišné společnosti. Předpoklad, že lovci a sběrači přirozeně přejímali „nadřazené“ hospodaření zemědělců, se nenaplnil. A proč zemědělci do Evropy vůbec zamířili? Nové objevy v tajemné lokalitě Göbekli Tepe v Anatolii podpořily starší myšlenku, že zemědělský způsob života souvisel s náboženstvím, lépe řečeno se spiritualitou a mytologií, která jako by kázala, že „ke slávě bohů zemědělství šířiti budeš“.

Roku 2015 zveřejnili archeogenetici další převratný objev. Zjistili, že na konci doby kamenné, nejspíš v letech 2900–2500 př. n. l., zasáhla Evropu jiná mohutná migrace. Ze stepí severně od Kaspického a Černého moře přicválali na koních „kovbojové z východu“, jak je nazval jejich objevitel Wolfgang Haak, a doslova vše převálcovali. Z původního obyvatelstva Evropy tehdy zůstalo jen málo a například v Británii se populace obměnila z 90 procent. Povaha invazní kultury, která měla výrazně bojovnický charakter, spolu s rychlostí kulturní změny indikují brutální a masivní nájezd, který dle slov významného archeologa Kristiana Kristiansena mohl mít přímo charakter genocidy starousedlíků. Také poměr mezi příchozími muži a ženami svědčí o invazi: na deset stepních bojovníků připadala jedna žena stejného původu, což je mimochodem větší nepoměr než u populace španělských conquistadorů v Americe. A co víc, dokonce se zdá, že stepní jezdci mluvili indoevropským jazykem, takže to byli nejspíš oni, kdo položili základ současné evropské kulturní tradice. Proč starší evropská populace tak rychle podlehla, pomohly vysvětlit další objevy, které prokázaly, že se tato třetí vlna migrace časově shoduje s nejstarší zjištěnou epidemií moru v Evropě.

Hlavně poutavé příběhy

Že se to hezky čte? To proto, že jsou všechna data zasazena do vyprávění bohatého na události a prehistorie se podobá příběhům psané historie. Toho také využila řada autorů, takže na pultech knihkupectví najdeme knihy, které slibují představení té skutečné a pravdivé prehistorie. Ať už jde o Zrození Evropanů světově proslulého archeogenetika Johannese Krause, knihu jeho kolegy Davida Reicha s ambiciózním názvem Who We Are and How We Got Here (Kdo jsme a jak jsme se sem dostali), svazek historika Yuvala Noaha Harariho Sapiens. Stručné dějiny lidstva anebo knížku antropologa Davida Graebera The Dawn of Everything (Úsvit všeho) – všechna taková vyprávění trpí stejnou vadou jako můj článek: buď vše představují hodně zjednodušeně, anebo přehnaně interpretují dostupná data. V obecném celostním pohledu předložené scénáře fungují, ale když jdeme do detailu, stávají se falešnými.

Jeden příklad za všechny: autoři navozují představu mírumilovného soužití lovecko-sběračských komunit, které v teplém období po poslední době ledové obývaly Evropu. Protože neexistovala potravní konkurence, žili tito „ušlechtilí divoši“ v takřka idylickém stavu, který byl narušen až konfliktním příchodem neolitických kolonistů. I když takový scénář vypadá uvěřitelně, je to jen umělý konstrukt ovlivněný navíc ryze materialistickou ideologií. O konfliktech mezi lovci-sběrači existují archeologické doklady. Etnografie navíc ukazuje, že válčení je obecně lidskou přirozeností a že u archaických společností nebývá důvodem k bojům ziskuchtivost, ale rituálně-společenská tradice.

Navíc může být kombinování biologických a kulturních dat v interpretaci prehistorie potenciálně nebezpečné. Vyprávění o dávných migracích mohou probudit spícího démona rasismu. Vlastně se to už stalo. V odborných časopisech se objevují články, které dostupná data skládají do etnických rámců. Klíčová „fakta“ jsou tato: obyvatelé severní poloviny Evropy mají ve svém genofondu největší podíl „původních a hrdých“ lovců-sběračů, zatímco ve zbytku kontinentu převažují „přivandrovalí a upracovaní“ zemědělci z Blízkého východu, kteří sem dorazili v rámci druhé migrační vlny. Následný příjezd válečníků na koních se pak opět nejvíce podepsal v severní části Evropy. „Kovbojové z východu“ ovládli původní lid a zdá se, že dokonce usilovali o jakousi čistotu své pokrevní linie. Jako by mezi východními válečníky existovaly příbuzensky uzavřené mužské kasty, z nichž se při křížení s domorodci nakonec prosadila jedna jediná. Její potomci zřejmě získali charakteristický vzhled se světlou pokožkou a modrýma očima. Nepřipomíná vám to něco? Ano, zcela vážně jsme opět v situaci, kdy se germánská etnojazyková skupina považuje když ne přímo za nadřazenou, tak alespoň za seniorní vůči ostatním jazykovým rodinám.

V příštích letech nás nepochybně čekají další úžasné objevy. Musíme například zjistit, jak to, že se do genofondu současných Evropanů jen málo zapsaly migrační události známé z psané historie. Letos se podařilo prokázat, že Avaři, kteří v pozdním 6. století a pak až do počátku 9. století ovládali Panonskou pánev, opravdu pocházeli ze stepí Střední Asie, odkud, snad v časovém rozmezí jediného lidského života, přicválali do Evropy. Věděli jsme, že jejich hmotná kultura udávala módní trend tehdejších Slovanů. Teď ovšem nesměle a s obavami ověřujeme, zda to vůbec jsou „etničtí“ Slované, kdo leží v hrobech na území pozdější Velké Moravy. Popravdě totiž dosud žádná genetická definice Slovana neexistuje a totéž platí například pro Kelty.

A nejsou nakonec všichni ti Keltové, Germáni a Slované jen neurčité nálepky, které vůbec neodpovídají dobovému konceptu skupinové identity? Nesmíme zapomenout, že povědomí o nich máme povětšinou z pohledu cizinců čili antických a postantických autorů. To, co se nám jeví jako jednota, může pouze jednotlivě odkazovat k jazyku, mytologii, tradici či jen dobové módě. Může se tak docela dobře stát, že názvy těchto skupin budeme brzy psát s malým písmenem, protože zjistíme, že žádná taková „etnika“ nikdy neexistovala.

Zdroj: web
zpět

Texaská rodina po 51 letech díky testu DNA našla unesenou dceru

Američanka, která byla více než 50 let pohřešována poté, co byla unesena jako dítě, byla nalezena díky testu DNA a opět se setkala se svou rodinou. S odvoláním na oznámení rodiny o tom informují americká média. Melisse Highsmithové bylo 22 měsíců, když ji v texaském Fort Worthu v roce 1971 zřejmě unesla její chůva. Rodina po ztracené dceři roky pátrala neúspěšně, nakonec ji našla díky shodě v testu DNA od společnosti 23andMe.

Žena, které je nyní 53 let, byla nalezena ve Fort Worthu, kde žila jako Melanie Waldenová a o tom, že byla obětí únosu, neměla tušení. Nyní si plánuje jméno změnit na Melissa, jak ji pojmenovali rodiče.

Ženina matka Alta Apatencoová chůvu najala přes inzerát v novinách v srpnu 1971. Chůva slíbila, že se o dítě postará u sebe doma, s dítětem ale zmizela.

Po dceři pak rodina spolu s policií pátrala desítky let. Ještě v září ji hledala v Jižní Karolíně poté, co obdržela anonymní zprávu, že tam byla Highsmithová spatřena.

Rodina se se ztracenou dcerou snažila komunikovat přes Facebook. Žena, která ale do té doby neměla tušení, že byla jako dítě unesena, si myslela, že jde o podvod. K průlomu došlo 6. listopadu, kdy test DNA od 23andMe spojil děti Highsmithové s její biologickou rodinou.„Melissu jsme našli čistě díky DNA,“ napsala rodina v příspěvku na Facebooku. „Ne kvůli jakémukoli zapojení policie nebo FBI, podcastům, nebo dokonce soukromému vyšetřování či spekulacím naší rodiny,“ dodala.

Highsmithová se se svými rodiči setkala minulý týden. Rodina uvedla, že se následně podrobila dodatečným oficiálním testům DNA a čeká na výsledky.

Highsmithová řekla, že se zeptala ženy, která ji vychovávala, zda jí chce něco říct. Načež jí potvrdila, že je unesená Melissa.

Přestože je případ únosu již dávno promlčen, policie ve Fort Worthu uvedla, že bude ve vyšetřování pokračovat, aby zjistila, co se skutečně stalo.

Rodina se mezitím snaží dohnat ztracený čas. Sestry Highsmithové listu The Washington Post sdělily, že nalezená sestra plánuje uspořádat druhou svatbu se svým manželem, aby ji její otec mohl dovést k oltáři.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Naši předkové se před 14 500 lety bavili s Denisovany

Až 8 % naší DNA pochází od Denisovanů, kteří žili vedle Homo sapiens a neandrtálců v Asii.

Nová studie čínské univerzity v Lanzhou poprvé prokázala přítomnost denisovanské DNA jinde než v Denisově jeskyni na Sibiři. To je velký problém, protože téměř každý z nás nese část této DNA ve svém genomu.

Kdo byli Denisované?

V roce 2010 pokračovali vědci z ruského Institutu archeologie a etnologie v Novosibirsku ve vykopávkách v Denisovské jeskyni nacházející se v pohoří Altaj na jihu centrální Sibiře
Při práci ve vrstvách datovaných do období před 76 200 až 51 600 lety byla nalezena drobná kostička prstu dítěte. Když vědci z německého Institutu Maxe Plancka pro evoluční antropologii kost analyzovali, zajiskřilo to.

Kost pocházela ze zcela nového typu člověka neboli hominina a podle jeskyně, v níž byla kost nalezena, byli pokřtěni na "Denisovany". Denisované, neboli Homo denisovan, se nyní připojili k Homo sapiens a neandrtálcům jako samostatná forma člověka.

V roce 2019 řecká archeoložka Katerina Douka a její kolegové provedli radiokarbonové datování nejstarších vzorků z Denisovské jeskyně a dospěli k překvapivému stáří mezi 195 000 a 122 700 lety. Když radiokarbonově datovali artefakty, které byly nalezeny v jeskyni, vyšlo jim datum před ohromujícími 287 000 lety.

Až do roku 2019 obsahovala důkazy o tomto nepolapitelném druhu pouze Denisova jeskyně, kde byly nalezeny exempláře pěti různých denisovanů. Poté vědci z univerzity v Lan-čou prozkoumali částečnou dolní čelist neboli čelistní kost, která byla součástí univerzitní sbírky od roku 2010.

Když vědci čelistní kost původně objevili v roce 1980 v krasové jeskyni Baishiya buddhistickým mnichem, zjistili, že patří Denisovanovi, který žil před více než 160 000 lety. Toto datum je celých 100 000 let před příchodem prvních moderních lidí do této oblasti.

Jeskyně Baishiya se nachází na Tibetské náhorní plošině ve výšce 3760 stop (3280 m) nad mořem, zatímco Denisova jeskyně je pouze 2296 stop (700 m) nad mořem. Vzorky půdy odebrané v jeskyni Baishiya a analyzované na Arizonské státní univerzitě (ASU) ukázaly, že Denisované mohli jeskyni obývat až před 45 000 lety. Toto datum je významné, protože znamená, že Denisované a moderní lidé žili ve střední Asii ve stejné době vedle sebe.

Mnoho forem nás

Denisované a neandertálci se od moderních lidí oddělili asi před 804 000 lety, od sebe navzájem pak asi před 640 000 lety. To znamená, že denisované jsou potomky dřívější migrace H. erectus z Afriky a že se zcela liší od moderních lidí a neandertálců. Mimořádně velké stoličky denisovanů jsou totiž podobné stoličkám australopitéků.

To přispívá k diskusi o tom, zda se Homo sapiens vyvíjel výhradně v Africe, nebo zda naše evoluce pokračovala v Asii. V Denisově jeskyni byly vedle kosti z prstu dítěte nalezeny také kostěné nástroje, mramorový prsten, prsten ze slonoviny, přívěsek ze slonoviny, přívěsek z jeleního zubu, přívěsek z losího zubu, náramek z chloritolitu a kostěná jehla. To naznačuje, že Denisované mohli vyrábět sofistikované nástroje a šperky.

Denisované jsou mezi námi

Denisované se zcela jistě křížili s moderními lidmi, což potvrzují moderní Šerpové žijící na Tibetské náhorní plošině. Šerpové, kteří žijí v nadmořské výšce 13 123 stop (4 000 m n. m.), mají genetickou adaptaci na vysoké nadmořské výšky, která pochází od Denisovanů. Tato adaptace jim umožňuje žít tam, kde je hladina kyslíku o 40 % nižší než u hladiny moře.

V buňkách každého z nás se nacházejí mitochondrie, což jsou malé tyčinkovité elektrárny, a ty šerpské jsou při využívání kyslíku velmi účinné. Svaly šerpů dokáží z menšího množství kyslíku vytěžit více kilometrů než svaly ostatních lidí.

Statistická genetička Sharon Browningová z Washingtonské univerzity v Seattlu a její kolegové našli stopy denisovanské DNA také v populacích v Austrálii a Melanésii. Melanésie se skládá z ostrovů severovýchodně od Austrálie. Mezi 3 a 5 % DNA australských domorodců a Melanésanů pochází z denisovanské DNA. 7 až 8 % DNA Papuánců žijících v Indonésii pochází od Denisovanů.
Křížení druhů

Moderní lidé a Denisované se mezi sebou mohli křížit již před 14 500 lety na Nové Guineji. Denisované se také křížili s neandertálci, přičemž přibližně 17 % denisovanského genomu, který byl nalezen v Denisově jeskyni, pochází od neandertálců.

Z pěti denisovanských jedinců nalezených v Denisově jeskyni byla jedna mladá žena, která dostala přezdívku "Denny". Jednalo se o denisovansko-neandertálského křížence, jehož otcem byl Denisovan a matkou neandertálec.

Několik různých druhů zvířat se může mezi sebou křížit, jejich potomci jsou však obvykle neplodní. Mezi příklady křížení druhů patří např:

Zebra + jakýkoli jiný koňovitý = Zebroid
Lev + tygr = ligr, vzniká ze samce lva a tygřice, je největší ze všech známých kočkovitých šelem.
Delfín skákavý + kosatka nepravá = velryba velrybí, ve volné přírodě je sice hlášeno, ale v Sea Life Parku na Havaji existují dva.
Medvěd grizzly + medvěd lední = medvěd hrošík
Domácí skot + americký bizon = bizon, toto křížení vedlo ke genetickému znečištění stád amerických bizonů.
Kočka serval + kočka domácí = kočka savanová, poprvé vyšlechtěna v roce 1986, v roce 2001 ji Mezinárodní asociace koček přijala jako nové registrované plemeno.
Samec osla + samice koně = mula, je známo, že je neplodná, muly jsou trpělivé, jistě chodící a odolné
Samec velblouda dromedára + samice lamy = lama, poprvé vyšlechtěna v roce 1998 v reprodukčním centru velbloudů v Dubaji.
Jak + domácí skot = Dzo, jsou větší a silnější než běžný skot nebo jaci
Vlk + pes = vlkodav, vlci jsou obvykle kříženi s německými ovčáky, sibiřskými husky nebo aljašskými malamuty a jejich behaviorální charakteristiky nejsou známy.

Přízrační hominini

Ze všech dnes žijících lidí, s výjimkou lidí ze subsaharské Afriky, pochází asi 2,8 % naší DNA od neandrtálců. Když však vědci z Univerzity v Utahu analyzovali genomy Evropanů, Asiatů, neandertálců a Denisovanů, dospěli k závěru, že poslední dva jmenovaní se museli pářit se superarchaickým "homininem duchem", který se od Homo sapiens oddělil asi před 2 miliony let.

Mezi kandidáty patří Homo erectus a Homo heidelbergensis, přičemž toto křížení se mohlo rozšířit až do doby před 600 000 lety. Další "hominin duch" se vyskytuje v DNA lidí žijících na ostrově Flores, a to pouze v DNA lidí krátkého vzrůstu, kteří žijí v blízkosti jeskyně Liang Bua. V této jeskyni byly nalezeny fosilie Homo Floriensis, známějšího jako "hobit". Kostra nalezená v roce 2003 měřila 3 stopy a 7 palců (1,1 m), zatímco kamenné nástroje nalezené v jeskyni pocházejí z doby před 50 000 až 190 000 lety.

Charles Perreault z ASU řekl deníku Daily Mail, že "... Denisované, stejně jako neandrtálci, nebyli pouhými odnožemi lidského rodokmenu. Byli součástí sítě dnes již vyhynulých populací, které přispěly k současnému lidskému genofondu a formovaly vývoj našeho druhu způsobem, kterému teprve začínáme rozumět."

Zdroj: web
zpět

Deset milionů za dokonalé geny. V aukci byla prodána nejdražší ovce na světě

To, že milionových částek za prodej v aukci dosahují luxusní auta nebo umělecká díla, asi není žádným překvapením. Kolik byste ale zaplatili za geneticky dokonalou ovci?

Na aukci ve Skotsku se o víkendu totiž vydražila zatím ta vůbec nejdražší na světě. Konsorcium tří farmářů za luxusní skot zaplatilo neuvěřitelných 368 tisíc liber, v přepočtu více než deset milionů korun.

To, že ovce byla prodána za tak vysokou cenu, je ještě o to víc zarážející, že její vyvolávací cena byla mnohonásobně nižší. Prodej totiž začal na deseti tisících librách (292 tisíc korun).

Podle britských médií se o půlročního berana jménem Double Diamond strhl doslova boj. Svou hodnotou překonal i svého „rekordmana předchůdce“ z roku 2009, který kupce stál 6,7 milionu korun.

Ovci od chovatelů z anglického Stockportu koupilo trio farmářů, kteří ohromnou investicí doufají, se jim peníze brzy vrátí. „U ovcí s rodokmenem se soustředíte na větší detaily, jako je srst, barva, nebo i tvar hlavy,“ vysvětlil jeden z trojice kupců Jeff Aiken pro britský zpravodaj The Guardian. „Takovou částku jsme zaplatili za dobré geny,“ vysvětlil.

Aiken zároveň doplnil, že cena je to obscénní, protože velké množství farmářů čelí ekonomickým problémům a značné nejistotě. Částka za ovci tak podle něj neodráží aktuální stav, v jakém se většina chovatelů nachází. „Je jen malé procento farmářů, kteří si mohou dovolit zaplatit tolik peněz,“ doplnil.

Ovce plemene texel pocházejí z malého ostrova u pobřeží Nizozemska. Cena u běžného skotu tohoto plemene sahá, podle organizace Texel Sheep Society, která aukci organizovala, pravidelně do pětimístných částek.

Aiken a jeho dva noví partneři, kteří provozují farmy v Ayrshire a Northumberlandu, budou berana Double Diamond sdílet jako společné vlastnictví. Kromě jeho párování s jejich už vlastněným chovem navíc plánují uchovat jeho sperma pro použití v budoucnu.

Zdroj: Seznam Zprávy
zpět

Editace DNA umožní vznik nové genetické aristokracie. Rodiče mohou chtít dokonalé děti, varuje Vácha

Co je to editace DNA a jaká především etická rizika tato technologie přináší? Hostem Leonarda Plus je přírodovědec, bioetik a teolog Marek Vácha, přednosta Ústavu etiky a humanitních studií 3. lékařské fakulty Univerzity Karlovy.

„Editaci DNA pomocí systému CRISPR-Cas9 považuji za největší bioetický problém současné planety,“ uvádí bioetik.

Ostatně, Vácha není sám, kdo považuje tuto technologii jako hrozbu. „V roce 2015 komise pracující pro americkou CIA identifikovala pro Senát šest největších hrozeb pro USA. Kromě jaderných programů Číny, KLDR, Íránu a podobných bezpečnostních problémů se na seznamu vyskytla také editace DNA.“

„Pokud platí, že obsah mé DNA je ona kuchařka, ze které se tvoří Marek Vácha, tak pak jako byste měli červenou tužku cenzora, který může škrtat, vystřihovat, vlepovat jiné texty. Dnes už máme prase, které má v sobě 62 takových změn a krásně funguje... Jaký by asi byl Marek Vácha se stejným počtem změn?“ Marek Vácha

Dvě čínská děvčata narozená z experimentu Che Ťien-kchueje v roce 2018 měla upravený genom ještě před narozením, v embryonální fázi, takže všechny změny, které vědec v jejich DNA udělal, se přenesou na další generace.

„Myslím, že to udělal proto, aby byl první, aby byl slavný, což se i stalo... Filozoficky je to velmi zajímavé, protože hmota začala vlastně proměňovat sebe samu. A jedna těžká váha v oboru genetiky Goerge Church dodává: kdyby rodiče chtěli mít dítě s modrýma očima, tak proč vlastně ne?“

Vácha cituje také bioetika Arthura Kaplana. „My tu nikdo nejsme dokonalý, ale proč nebýt? Proti tomu stojí argument rodičů, že sami dokonalí nejsou, děti nejsou také dokonalé a jsou s tím ok.“

Biolog připomíná existenci Úmluvy o lidských právech a biomedicíně. „Jde o nejdůležitější text současné Evropské unie, který vznikl v roce 1997. Byl sice kompromisní už v den svého vzniku, ale dává aspoň určitý etický rámec EU. Podepsalo ho 29 států ze 34, Česká republika v roce 1998.“

„Článek 13 Úmluvy o lidských právech a biomedicíně hovoří o genetických úpravách tak, že je povoluje z důvodů diagnostických, preventivních nebo léčebných a jen tehdy, když nebude změněna DNA žádného z potomků. Takže v mých tělních buňkách měňte DNA, jak chcete..., ale veškeré změny musí umřít se mnou.“ Marek Vácha

To, co se stalo v roce 2018 v Číně, tabu prolomilo. „Je velká otázka, co bude dál. V březnu 2019 se v časopise Nature objevil emocionální článek podepsaný obrovskou spoustou vědců zvučných jmen... Je to apel na všechny vlády světa v tom, aby bylo na podobné zásahy uvedeno moratorium na nejbližších 5 let.“

„Technologie CRISPR-Cas9 jako taková je naprosto fascinující, vyřeší spoustu nemocí... Myslím,že to je největší objev molekulární genetiky od objevení struktury DNA v roce 1953,“ soudí bioetik.

Problém je, že tyto technologie umožňují měnit lidské embryo, ještě než dojde k diferenciaci na tělní a pohlavní buňky. „Takže veškeré zásahy do DNA si člověk ponese celý život a předá je potomkům.“

„A když máme prase se 62 provedenými zásahy v DNA, vědce hned napadne udělat totéž i u člověka. Je otázka, jak se s tím lidé popasují.“

Badatelé například uvažují, že by mohli udělat člověka menšího, aby nespotřebovával tolik zdrojů. „Můžeme také změnit metabolismus, abychom mohli lépe osidlovat cizí planety, nebo změnit lidský mozek, aby byl ještě brilantnější.“

„Vědci se obávají vzniku nové aristokracie, nových druhů lidí. Když vydáme tolik peněz, aby ta naše Maruška byla chytřejší, měla lepší paměť, modré oči a světlé vlasy, tak bychom jistě nechtěli, aby začala chodit s nějakým divokým Jeníkem... Tedy ekonomické rozdíly přetavíme do biologických a podobně.“ Marek Vácha

Takový postup kritici nazývají nejvyšší formou eugeniky. „Zneužití dětí, kdy jim rodiče dopředu budou určovat, jací budou a jaký bude jejich osud. Takže dítě bude třeba nuceno stát se intelektuálem, protože rodiče do něho investovali, aby mělo lepší paměť.“

„Dříve rodiče jen žádali, aby dítě bylo zdravé. Dnes už může pomalu přicházet doba, kdy rodiče budou chtít, aby bylo takové a takové. Takže rodiče už nemají naději, že se narodí dítě, ale mají už plán,“ upozorňuje Marek Vácha.

Zdroj: ČRo
zpět

" Mírnější " forma CRISPRu může upravovat geny přesněji

Editace genů pomocí CRISPR může způsobit necílové mutace, ale zdá se, že k tomu dochází méně často u enzymu, který stříhá jedno z vláken DNA místo obou.
Nová forma techniky editace genomu CRISPR by mohla poskytnout přesnější způsob editace mutací, které způsobují genetická onemocnění. Přístup, který byl testován na ovocných muškách, opravuje genetickou mutaci na jedné kopii chromozomu pomocí ekvivalentního chromozomu - zděděného po druhém rodiči - jako předlohy.

CRISPR obvykle pracuje s proteinem Cas9, který funguje jako molekulární nůžky a přestřihne dvě vlákna molekuly DNA v místě cílové sekvence. To může umožnit vložení nových sekvencí DNA mezi řezy, které nahradí zmutovaný gen.

Toto vkládání však obvykle funguje u méně než 10 % buněk a může dojít k vložení do nesprávných nebo necílových oblastí genomu.

Ethan Bier a Annabel Guichardová z Kalifornské univerzity v San Diegu a jejich kolegové nyní vyvinuli novou formu CRISPR, která dokáže účinněji vkládat správné sekvence DNA v místě mutace a má méně off-target efektů.

"Byl jsem ohromen," říká Bier. "Obecně se u stávajících technik CRISPR musíte obávat, že zhruba 1 % editací bude chybných nebo mimo cíl. Řekl bych, že v případě našeho systému to bude spíše 1 ku 10 000."

Metoda využívá variantu enzymu Cas9 zvanou nikáza, která stříhá pouze jedno vlákno dvojité šroubovice DNA. "Zjistili jsme, že ´jemné´ naříznutí neboli přestřižení jednoho vlákna DNA je dokonce účinnější než vytvoření čistého dvouřetězcového zlomu," říká Bier.
Vědci tento přístup testovali na ovocných muškách, které měly mutaci, jež změnila jejich oči na bílé místo červených. Zjistili, že nikázový systém opravil mutaci barvy očí až u 65 % buněk, čímž mušky získaly červené oči. Standardní CRISPR pomocí Cas9 opravil mutaci až u 30 procent buněk, což způsobilo, že každé oko mělo malou červenou skvrnu.

"Byl to opravdu neuvěřitelný okamžik. Když jsme to hned uviděli, věděli jsme, že jsme našli něco naprosto úžasného," říká Guichard.

Tým nevnesl do buňky žádné další kousky DNA jako předlohu pro opravu mutace na chromozomu, takže molekulární mašinérie musela jako předlohu použít druhý chromozom - zděděný po druhém rodiči. Tým byl schopen potvrdit, že tomu tak bylo.

Oprava DNA jednoho chromozomu pomocí druhého odpovídajícího chromozomu se obecně nepovažovala za možnou. Nejnovější poznatky však naznačují, že k tomu může občas dojít za specifických okolností, které je třeba ještě definovat.

"Hromadí se důkazy o tom, že když v savčí buňce vytvoříte poškození jednoho chromozomu, pak to nějakým způsobem naverbuje druhý chromozom. Poškozená oblast pak dostane náplast z druhého chromozomu," říká Bier.

"Ve skutečnosti nerozumíme tomu, co je za to zodpovědné. Jedním ze vzrušujících prvků této práce je, že otevírá cestu k objevení celého souboru komponent, které jsou zodpovědné za tuto novou kategorii oprav."

Pokud se prokáže, že tento přístup funguje i u lidí, mohl by potenciálně opravovat jakékoli genetické mutace spojené s onemocněním, které mají zdravou kopii na odpovídajícím chromozomu. To znamená, že nebude schopen opravit mutace na chromozomu X u chlapců, mužů a transsexuálních žen, kterým chybí druhá kopie tohoto pohlavního chromozomu. Nebude také fungovat u lidí s přesně stejnou mutací spojenou s nemocí na obou chromozomech od každého z rodičů.

Zdroj: New Scientist
zpět

Vědci použili techniku navíjení DNA k výrobě svalů pro miniaturní roboty

Možností využití tohoto vývoje je nespočet.

Podle studie zveřejněné v časopise Science Robotics se vědci z University of Wollongong (UOW) inspirovali technikou supercoiling DNA a vyrobili miniaturní svaly, které mohou spolupracovat s těmi nejmenšími roboty. Tato inovace by mohla způsobit revoluci v řešení miniaturních robotů.

"Naše práce popisuje nový typ umělého svalu, který napodobuje způsob, jakým se molekuly DNA sbalují při balení do buněčného jádra," uvedl v prohlášení profesor Geoffrey Spinks z Australského institutu pro inovativní materiály UOW.

"Podařilo se nám vytvořit odvíjení podobné DNA bobtnáním zkroucených vláken. K superzavinutí došlo, když byly konce vláken zablokovány proti rotaci. Ukázali jsme, že tyto nové umělé svaly generují velké množství mechanické práce."
Než se příliš nadchnete pro možné využití tohoto nového vynálezu, je třeba poznamenat, že pohyby těchto nových umělých svalů jsou v tuto chvíli ještě příliš pomalé, než aby se daly využít.

"Použili jsme hydrogely k vytvoření objemových změn, které pohánějí navíjení, ale tato reakce je ze své podstaty pomalá," řekl Dr. Javad Foroughi z Fakulty inženýrství a informačních věd UOW, spoluautor výzkumné práce. Dalším krokem vědců bude zrychlení reakce.

"Věříme, že rychlost lze zvýšit výrobou vláken s menším průměrem, ale v tuto chvíli jsou aplikace omezeny na ty, které potřebují pomalejší odezvu," dodal profesor Spinks.

Co by tedy tento vývoj mohl znamenat pro robotiku? Díky němu mohou být současní malí roboti obratnější, protože jim umožní větší rozsah pohybu. Dovedeme si například představit, že by se dal použít u robotů HAMR-JR, aby se zvýšila jejich obratnost.

Možná by se dal použít i v případě miniaturních robotů, kteří mají lézt do lidského těla pro lékařské účely. Představte si roboty, kteří by se při vstupu do lidského těla mohli skutečně lépe řídit, aby poskytli léčbu nebo vyhledali zdroje nemoci!

Možností využití tohoto vynálezu je mnoho a mohly by být pro lidstvo velmi přínosné.

Zdroj: web
zpět

Genetik tvrdí, že to mohli být lidé, kdo kontaminoval Mars životem

Navzdory důkladným protokolům mohly na lodi vyslané NASA na Mars přežít bakterie nebo mikrobi.
Genetik Christopher Mason, profesor Weill Cornell Medicine na Cornellově univerzitě, nyní tvrdí, že navzdory přísným opatřením NASA mohla agentura Mars kontaminovat životem. Profesor napsal o této problematice podrobný článek, který zveřejnila BBC.

Mason si v něm klade otázku, zda mohly nějaké bakterie na Zemi přežít na plavidlech vyslaných na Mars, přistát na planetě a prosperovat tam. Tyto látky pak mohly být zachyceny pozemskými letadly a považovány za mimozemské.

"NASA a její inženýři v Laboratoři tryskového pohonu (JPL) mají přesné a důkladné protokoly, aby minimalizovali počet organismů, které by mohly neúmyslně stopnout vesmírnou misi. Mezinárodně dohodnuté standardy určují, jak přísné by tyto protokoly měly být, a NASA je splňuje a v některých případech i překračuje," píše Mason.
"Přesto dvě nedávné studie upozorňují na to, jak mohou některé organismy přežít proces čištění a také cestu na Mars, a také na to, jak rychle se mohou mikrobiální druhy ve vesmíru vyvíjet."

Mason nastiňuje proces, který byl nutný ke stavbě vozítka Perseverance, a zdůrazňuje, že vozítko bylo stavěno po jednotlivých vrstvách, "jako cibule, přičemž se vše před přidáním čistí". Tyto extrémní metody se používají proto, aby se omezil výskyt bakterií, virů, plísní nebo spor na vybavení, které má být vysláno na misi.

"Je však téměř nemožné dosáhnout nulové biomasy na kosmické lodi. Mikrobi jsou na Zemi již miliardy let a jsou všude. Jsou v nás, na našich tělech a všude kolem nás. Někteří se mohou proplížit i těmi nejčistšími čistými prostory," tvrdí Mason.

Odborníci proto podle něj musí přijmout opatření, aby se ujistili, že veškerý život, který najdou na cizích planetách, je skutečně cizího původu. Je docela dobře možné, že život spatřený na Marsu může pocházet od entity, která přežila na plavidlech vyslaných na rudou planetu.

"Ale i kdyby Perseverance - nebo mise, které jí předcházely - náhodou přenesla organismy nebo DNA ze Země na Mars, máme způsoby, jak je odlišit od jakéhokoli života, který je skutečně marťanského původu. V sekvenci DNA bude ukryta informace o jeho původu," vysvětluje Mason.

Tento přenos mikrobů není jen špatný, vysvětluje dále Mason. Ve skutečnosti tvrdí, že až jednou na Marsu přistaneme, pomohou nám tam naši mikrobi přežít. Klíčové však je, abychom dokázali rozlišit, co pochází ze Země a co z Rudé planety.

Mise Mars Perseverance Rover se k Rudé planetě vydala 30. července 2020. Sonda Mars 2020 Perseverance nyní loví mikroskopický život pomocí přesného rentgenového zařízení - nazvaného PIXL - poháněného umělou inteligencí (AI).

Zdroj: web
zpět

Editace genů: Budoucnost olympijských her, nebo hrozící krize?

Sportovci denně překonávají rekordy a neustále zvyšují laťku. Mohli by nás v budoucnu čekat vědecky dokonalí sportovci?
Ruská federace se olympijských her v Tokiu 2020 nezúčastní. Její sportovci nenosí její charakteristické bílé, modré a červené pruhy ani její vlajku. V roce 2017 Mezinárodní olympijský výbor zakázal Rusku účast na olympijských hrách. Obvinění? Doping.

Po nezávislém vyšetřování, které vedla Světová antidopingová agentura (WADA), vyšetřovatelé zjistili, že ruští funkcionáři dopují sportovce této země a poskytují jim léky zvyšující výkonnost, které suplují jejich elitní sportovní schopnosti. Vyšetřování vyvolalo obrovské pobouření veřejnosti po celém světě a vyřadilo řadu sportovců, kteří se podíleli na úspěchu země na zimních olympijských hrách v Soči v roce 2014.

Ale co kdyby léky zvyšující výkonnost neužívali? Co kdyby se sportovci mohli obrátit na více vnitřních změn, aby umocnili svůj sportovní výkon?
To je příslib - a nebezpečí - editace genů. Editace genomu umožňuje vědcům měnit DNA v organismu, ať už přidáváním, ubíráním nebo změnou genetického kódu na určitém místě. Existuje mnoho metod editace DNA, ale nejčastěji se zmiňují CRISPR-Cas9 a TALEN, a důsledky nejen pro olympijské hry, ale pro všechny sporty si zaslouží vážné zvážení.

Metody editace genů

Dvě z vynálezkyň techniky CRISPR, Jennifer Doudna a Emmanuelle Charpentierová, získaly za její vývoj Nobelovu cenu za chemii. CRISPR, neboli Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, jsou opakující se sekvence DNA proložené jedinečnými sekvencemi mezerníků. CRISPRy se vyskytují v přírodě - bakterie a archea je používají k boji proti patogenům tak, že naporcují genetický materiál vetřelce a tyto kousky přidají do svého vlastního genomu jako jakousi "knihovnu". Protože se geny patogenů stanou součástí genů bakterie, může si bakterie patogen "zapamatovat" a v budoucnu s ním lépe bojovat.

Biologie a atletika

Během olympijských her je zřejmá fyziologická zdatnost elitních sportovců, ať už jde o dlouhonohé volejbalisty nebo svalnaté vzpěrače. Nepřekvapí, že fyziologické přednosti se liší podle sportu, ale může vzniknout řada genetických výhod.

Lance Armstrong byl před svým nechvalně známým dopingovým skandálem považován za jednoho z nejtalentovanějších cyklistů v historii. I bez léků zvyšujících výkonnost měl Armstrong geneticky silnou stavbu těla pro cyklistiku: má vyšší maximální spotřebu kyslíku než průměrný člověk. Mělo se za to, že maximální spotřeba kyslíku neboli VO2max je založena výhradně na cvičení, ale trénovanost VO2max a VO2max v širším smyslu jsou stále více spojovány s genetikou.
Michael Phelps, nejoceňovanější olympionik všech dob, přirozeně produkuje o polovinu méně kyseliny mléčné než ostatní olympijští plavci. Když vykonáváme vysokoenergetické činnosti, tělo přechází z aerobního (s kyslíkem) generování energie na anaerobní (bez kyslíku). Během tohoto procesu tělo rozkládá látku zvanou pyruvát na kyselinu mléčnou. Tato kyselina mléčná unavuje svaly a zanechává v nich při cvičení známý pocit pálení. Protože Phelps nemá tolik kyseliny mléčné, je schopen se rychle zotavit z vysoce intenzivní aktivity.

V posledních letech se kolem testosteronu a sportovkyň vedou velké spory.

Zrovna nedávno byla namibijská olympionička Christine Mbomaová vyloučena ze závodu na 400 m na základě toho, že její hladina testosteronu byla příliš vysoká. Je třeba poznamenat, že testosteron sice hraje určitou roli, ale nemusí být tím nejpodstatnějším prvkem pro sportovní výkon.

Mnoho studií, které spojují souvislost mezi tímto hormonem a atletickým výkonem, je ve své podstatě chybných, protože testují dopady exogenního testosteronu - v podstatě testují účinky dopingu, nikoliv přirozeně se vyskytujícího testosteronu. Zhruba 1 ze 4 olympioniků má hladinu testosteronu nižší, než je přítomna u většiny mužů, a mnoho z těchto sportovců soutěžilo ve sportech, jako je vzpírání a atletika, které jsou s testosteronem často spojovány.

Geneticky modifikovaní sportovci

Zde je otázka: Mohli bychom pomocí úpravy genomu vytvořit designové elitní sportovce? Je to složité.

V roce 2018 se objevila zpráva, že v Číně byla pomocí CRISPR geneticky upravena dvojčata, aby se narodila imunní vůči viru HIV. Experiment, který provedl He Jiankui, údajně neutralizoval gen CCR5, který umožňuje HIV infikovat jedince. He Jiankui byl následně odsouzen ke třem letům vězení.

Etika editace genomu u lidí je však předmětem ostrých sporů. Americká Národní akademie věd a Národní lékařská akademie uspořádaly mezioborový výbor, který má nastínit regulační normy a etiku modifikace lidských genů. Úplně první z těchto předpisů zněl, že k úpravě genomu může dojít, pokud je omezena na prevenci přenosu závažné nemoci nebo stavu.
Světová antidopingová agentura nedávno zařadila úpravu genů na seznam zakázaných postupů a látek. Je tu jen jeden problém - je nesmírně obtížné zjistit, zda někdo svůj genom upravil. Jedna studie však ukázala, že tento problém slibně zmírní, když odhalí zbytky neaktivního Cas9 z procesu editace CRISPR-Cas9. Pokud je však k editaci genu použit jiný enzym než Cas9 nebo úplně jiná metoda (například TALEN), pak tuto metodu nelze použít.

Teoreticky bychom mohli geneticky upravit děti tak, aby z nich vyrostli "lepší" sportovci: běžec se silnějšími svaly na nohou, vyšší hráč volejbalu nebo basketbalu, lukostřelec s přesným viděním. Ale než se pustíme do úplné Gattacy, stojí za to zvážit, že pokud je každý sportovec identický, má stejnou sílu a pružnost, co se stane se vzrušením ze hry?

Co se stane s očima přilepenýma k obrazovce, když outsider porazí osvědčeného profesionála? Nebo si užívat napětí, když se tým mistrů světa postaví proti soupeři z nižší soutěže, který má co dokazovat? Editace genomu možná zatím ve sportu nehraje žádnou roli, ale nabízí se otázka: pokud se editace genomu objeví ve sportu, zmizí radost ze hry?

Zdroj: web
zpět

Geneticky upravené bakterie se naučily hrát piškvorky

Geneticky upravené bakterie se naučily hrát piškvorky
Bakterie E. coli upravené tak, aby fungovaly jako elektronické součástky zvané memristory, lze nastavit tak, aby fungovaly jako jednoduchá neuronová síť, a naučit je hrát piškvorky. Poprvé se lidem podařilo hrát s bakteriemi piškvorky - známé také pod názvem "noughts and crosses". Nejednalo se o obyčejné bakterie, ale o bakterie E. coli, které byly rozsáhle geneticky modifikovány a nastaveny tak, aby fungovaly jako jednoduchá neuronová síť, což je forma umělé inteligence.

Tento přístup by mohl mít nejrůznější využití, od vytváření živých materiálů schopných se učit až po vytváření "chytrých" mikrobiomů, říká Alfonso Jaramillo ze španělské Národní rady pro výzkum.

On a jeho tým začali s kmenem E. coli geneticky modifikovaným tak, aby vnímal 12 různých chemických látek a reagoval změnou aktivity libovolných genů, které si výzkumníci vybrali. Tento kmen, nazvaný Marionette, vytvořila v roce 2019 jiná skupina. Jaramillo a jeho kolegové kmen Marionette dále upravili tak, aby měl četné kopie dvou kousků kruhové DNA, tzv. plazmidů, z nichž každý kódoval jiný fluorescenční protein: jeden červený a jeden zelený.

Poměr počtu těchto dvou plazmidů - a tedy i barva fluorescence bakterie - není předem dán a lze jej měnit pomocí 12 chemikálií a některých antibiotik. Bez jakýchkoli dalších vstupů zůstává tento poměr konstantní, a je tedy určitou formou paměti.

A co víc, když bakterie dostanou další vstup, výstup - barva vyplývající z poměru fluorescenčních proteinů - závisí na předchozím poměru. To znamená, že se bakterie chovají stejně jako elektronická součástka zvaná memristor, která se používá k výrobě počítačových čipů napodobujících fungování synapsí v mozku. Jaramillo tyto výtvory nazývá "memregulony". Tým se rozhodl naučit tyto memregulony hrát hru tic-tac-toe, protože to je měřítko, které se často používá k demonstraci nových přístupů v oblasti počítačů. Bakterie byly pěstovány v osmi jamkách odpovídajících vnějším čtvercům mřížky tic-tac-toe.

Pro zjednodušení tým předpokládal, že lidský hráč vždy začíná a dává křížek do středového čtverce. První bakteriální nula je pak umístěna do čtverce odpovídajícího jamce s nejčervenější barvou.

Dále hraje člověk a bakterie jsou "informovány" o tahu jednou z chemických látek, které mohou vycítit, že jsou přidány do každé jamky - každá chemická látka odpovídá jednomu čtverci. Tím se změní poměr bílkovin v každé jamce, což naznačuje další tah. Každá hra trvá několik dní, protože bakterie potřebují čas na to, aby zareagovaly.

"Na začátku hrají bakterie náhodně," říká Jaramillo. Lze je však vycvičit tím, že jamky, které zahrají špatný tah, "potrestáme" dávkou antibiotik.

Po osmi tréninkových hrách se z bakterií stali zkušení hráči, říká Jaramillo. Tým simuloval, jak trénované sady bakterií hrají hry, a tyto simulace ukázaly, že by mohly porazit nezkušené lidi. Po tréninkové fázi, v níž bakterie pokaždé prohrály, však vědci žádné další hry nehráli, takže E. coli zatím člověka v piškvorkách skutečně neporazily. "Neobtěžovali jsme se hrát tyto vítězné hry," říká Jaramillo. "[Je to] působivá ukázka adaptace složitého biologického systému k plnění zcela umělého úkolu," říká Joanne Macdonaldová z University of Sunshine Coast v Austrálii. V roce 2006 Macdonaldová vytvořila počítač na bázi DNA, který byl neporazitelný v piškvorkách.

"Hra piškvorky s bakteriemi je vynikající ukázkou jejich inovativní práce," říká Sangram Bagh ze Sahova institutu jaderné fyziky v Indii, který vede jednu ze dvou skupin, které již dříve vytvořily umělé neuronové sítě na bázi bakterií.

Není přesvědčen, že sestava Jaramilla a jeho týmu splňuje definici umělé neuronové sítě. "Ale i tak je to dobrá strategie," říká Bagh.

Jaramillo říká, že jeho systém je jednoduchou formou neuronové sítě známou jako jednovrstvá lineární umělá neuronová síť. Jeho tým již vytváří složitější neuronové sítě s bakteriemi, které mohou provádět úkoly, jako je například rozpoznávání rukopisu, říká. "Mohou dělat velmi sofistikované věci."

Zdroj: New Scientist
zpět

Muž, kterému bylo transplantováno prasečí srdce, zemřel po detekci prasečího viru

K úmrtí prvního člověka, kterému bylo transplantováno srdce ze zvířete, možná přispěl prasečí virus.

David Bennett zemřel v březnu ve věku 57 let, dva měsíce po transplantaci. Bennett, který trpěl těžkým srdečním selháním, byl považován za příliš nemocného na to, aby dostal lidské srdce, a tak mu byl ze soucitu transplantován prasečí orgán. Na praseti, které orgán dodalo, bylo provedeno deset genetických změn, aby se zabránilo odmítnutí srdce, přičemž čtyři prasečí geny byly odstraněny a šest lidských genů přidáno.

Zpočátku se zdálo, že se Bennettovi daří dobře, nicméně lékaři, kteří stáli za transplantací, nyní odhalili, že se v týdnech před jeho smrtí pokoušeli léčit prasečí cytomegalovirovou infekci.

Transplantační chirurg Bartley Griffith z Marylandské univerzity oznámil přítomnost cytomegaloviru v přednášce pro Americkou transplantační společnost 20. dubna. "Začínáme se dozvídat, proč zemřel," řekl pro MIT Technology Review.

MIT Technology Review uvádí, že podle Griffitha mohla být příčinou selhání prasečího srdce virová infekce, nikoli Bennettův imunitní systém, který orgán odmítl. "Neexistuje žádný důkaz, že by virus způsobil infekci u pacienta nebo infikoval jiné tkáně či orgány než srdce," říká mluvčí Marylandské univerzity.

Cytomegaloviry jsou příbuzné herpes virům, které způsobují opary a pásový opar. Jakmile jsou zvířata infikována, virová DNA zůstává uvnitř některých buněk. Jejich imunitní systém obvykle udržuje virus pod kontrolou, ale pokud je zvíře oslabené, virus se může reaktivovat a způsobit další infekce.

Bennett by neměl proti prasečímu cytomegaloviru žádnou imunitu, což by viru dávalo šanci reaktivovat se a infikovat transplantované srdce. Podle Joachima Dennera ze Svobodné univerzity v Berlíně v Německu virus lidské buňky neinfikuje. Bennett také užíval imunosupresivní léky, které mohly zabránit jeho imunitnímu systému plně reagovat.

Virus byl poprvé zjištěn v krvi odebrané 20 dní po Bennettově transplantaci. Tým vyzkoušel různé způsoby léčby, včetně léku používaného k léčbě infekcí způsobených lidským cytomegalovirem, zvaného cidofovir, a zdálo se, že se Bennett zotavuje, než se jeho stav rychle zhoršil. Když Bennettův imunitní systém začal reagovat na virus, mohl vyvolat zánětlivou reakci známou jako cytokinová bouře, která poškodila srdce, říká Griffith.

V roce 2020 Denner a jeho kolegové zjistili, že paviáni nežijí tak dlouho, pokud se u nich po transplantaci prasečího srdce objeví infekce cytomegalovirem prasat. Nikdo však nemůže s jistotou říci, do jaké míry virus přispěl k Bennettově smrti, říká Denner. "Byl velmi, velmi nemocný."

Prasata chovaná za účelem poskytnutí orgánů jsou chována ve speciálních čistých zařízeních, aby se v nich nevyskytovaly patogeny. To, že se virus před transplantací nepodařilo odhalit, mohlo být způsobeno nedostatečnou citlivostí testů, říká Denner. Vyvinul citlivé testy na detekci prasečího cytomegaloviru, které jeho laboratoř použila v roce 2016 k detekci viru u prasat chovaných pro biomedicínský výzkum. Tyto testy byly pozitivní i u vzorků, které byly při testování v laboratořích v USA negativní.

"Testy, na které odkazuje výzkumník ve vašem článku, jsou experimentální [a] v době této transplantace nebyly našim chirurgům-vědcům k dispozici," říká mluvčí marylandské univerzity na otázku, zda tyto testy Griffithův tým použil.

Odhalit latentní infekce - kdy virová DNA leží v několika buňkách a žádné viry se nevytvářejí - je obtížnější než identifikovat aktivní infekce, ale lze to provést dvěma způsoby. Prvním je hledání virové DNA ve vzorcích krve nebo tkání. Druhým způsobem je hledání protilátek proti viru. Dennerova laboratoř používá obě metody. Není jasné, které testy byly provedeny před Bennettovou transplantací.

"Zdravé dárcovské prase použité pro xenotransplantaci bylo několikrát vyšetřeno na přítomnost patogenů. Bylo testováno těsně před odesláním do Marylandu a těsně před transplantací o několik dní později. Testování probíhalo podle protokolů, které byly schváleny americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA). V souvislosti s plány na budoucí klinické testy se vyvíjejí a ověřují sofistikovanější testovací techniky, aby se zajistilo, že tento virus nezůstane neodhalen," říká mluvčí Marylandu.

Pokud virus přispěl k Bennettově smrti, a ne proto, že by jeho imunitní systém orgán odmítl, výsledky Dennerovy studie na paviánech naznačují, že ostatní příjemci transplantátu mohou žít déle, pokud dostanou srdce bez viru. Podle Dennera lze zaručit, že prasata nebudou obsahovat prasečí cytomegalovirus, pokud je odstavíme 24 hodin po narození.

Společnost Revivicor, dceřiná společnost United Therapeutics, vyvinula prase, které stálo za Bennettovou transplantací, a k detekci viru se nevyjádřila. Neexistují žádné důkazy o tom, že by se společnosti dopustily pochybení. Ani jedna z firem neodpověděla na žádost časopisu New Scientist o komentář před zveřejněním.

Zdroj: New Scientist
zpět

V meteoritech byly nalezeny všechny čtyři klíčové stavební kameny DNA

Ve vzorcích meteoritů jsme nyní objevili všechny čtyři stavební kameny DNA, což naznačuje, že vesmírné horniny mohly tyto sloučeniny dopravit na Zemi a přispět tak ke vzniku života.

Všechny čtyři klíčové stavební kameny DNA byly nyní nalezeny v meteoritech, což naznačuje, že vesmírné horniny mohly tyto sloučeniny dopravit na Zemi a přispět tak ke vzniku života.

DNA má spirálovitou schodišťovou strukturu, v níž každý stupeň tvoří dvojice molekul zvaných nukleobáze. Dvě z těchto čtyř nukleobází - adenin a guanin, které patří do skupiny chemických sloučenin nazývaných puriny - byly poprvé zjištěny v meteoritech v 60. letech 20. století.

Nyní Yasuhiro Oba z japonské univerzity Hokkaido a jeho kolegové objevili v několika meteoritech zbývající dvě nukleobáze DNA, cytosin a thymin, známé jako pyrimidiny.

Tým nalezl tyto nukleobáze v přibližně 2 gramech horniny ze tří meteoritů: Murchison, Murray a Tagish Lake. Předpokládá se, že meteority Murchison a Murray, které dopadly na Zemi v polovině 20. století, pocházejí z doby před nejméně 5 miliardami let. Meteorit Tagish Lake se stejně jako Země pravděpodobně zformoval před 4,5 miliardami let a na naši planetu dopadl zhruba před dvaceti lety.

Oba týmy rozemlely každý vzorek horniny na prášek, který přidaly do vody, a poté pomocí ultrazvukových vln rozdělily částice do vrstev. Poté skupina použila hmotnostní spektrometrii k identifikaci sloučenin podle jejich molekulové hmotnosti.

"Existoval důvod, proč cytosin a thymin v meteoritech nebyly až dosud nikdy zaznamenány ... tyto sloučeniny se vyskytují ve velmi stopovém množství, což vyžadovalo metodu se schopností měřit tak malá množství," říká Michael Callahan z Boise State University v Idahu.

Mohly tyto sloučeniny pocházet z kontaminace? V půdě v okolí místa dopadu meteoritu Murchison v Austrálii se relativní množství nukleobází podstatně liší od množství v meteoritu, což naznačuje, že nukleobáze do horniny přišly z vesmíru.

"Jsem přesvědčen, že tato data neodrážejí pozemskou kontaminaci," říká Bradley De Gregorio z Naval Research Laboratory ve Washingtonu.

Horniny obsahující nukleobáze mohly na Zemi dopadnout před 4 až 3,8 miliardami let, v období pozdního těžkého bombardování. To předchází nejstarším známým nesporným fosiliím mikrobů, které jsou staré asi 3,4 miliardy let.

Oba týmy také zjistily vyšší koncentraci nukleobází v půdě, na kterou meteorit Murchison dopadl, než v samotném meteoritu.

"Pokud jsou tyto výsledky reprezentativní pro typické koncentrace pyrimidinů v meteoritech," říká Callahan, "pak by [nukleobáze přítomné na] Zemi byly pravděpodobně zodpovědné za vznik genetického materiálu spíše než vstupy z mimozemské dodávky."

Zdroj: New Scientist
zpět

Plán, podle něhož by se mikrobi mohli živit jaderným odpadem z Černobylu, může ztroskotat

Vědci, kteří doufali, že se jim podaří identifikovat bakterie schopné konzumovat radioaktivní odpad z jaderné elektrárny Černobyl, se obávají, že jejich práci zničila ruská vojska. Vědci z ukrajinské jaderné elektrárny Černobyl hledali bakterie, které by se živily radioaktivním odpadem - nyní se však obávají, že jejich práce byla během ruské invaze do zařízení nenávratně ztracena.

Anatolij Nosovskij, ředitel Ústavu pro bezpečnostní problémy jaderných elektráren (ISPNPP), který provádí výzkum v několika laboratořích v Černobylu, v dopise světové vědecké komunitě, který viděl časopis New Scientist, uvedl, že jeho zaměstnanci se stále nemohou vrátit k práci, přestože se ruská vojska začátkem tohoto měsíce z elektrárny stáhla.

Do laboratoří se 12. dubna dostala omezená skupina lidí, která zjistila, že dveře a okna jsou rozbité a většina vědeckého vybavení vyrabovaná, poškozená nebo zničená. Nosovskij naznačil, že vojáci měli za úkol sbírat jejich data. "Téměř všechno počítačové vybavení bylo odneseno do odděleného objektu, odkud lupiči odstranili paměťové karty," napsal.

Výzkumná pracovnice ISPNPP Olena Parenjuková se již týden nachází ve městě Žytomyr, asi 130 kilometrů západně od Kyjeva, poté, co byla na začátku invaze nejprve evakuována do Černivců. Před útokem se pokoušela identifikovat bakterie, které by mohly konzumovat radioaktivní odpad ve zničeném černobylském reaktoru, a obává se, že ve svém výzkumu nebude moci pokračovat. "Pravdou je, že v Černobylu jsou stále rozptýlené ruské jednotky, takže vědci a další lidé, kteří nejsou vojáky, tam nesmějí," říká. "Také lesy jsou zaminované, takže bude chvíli trvat, než se vrátíme do laboratoří jako obvykle. Zatím jsou všechna naše povolení ke vstupu až do odvolání zastavena."

Pareniuk studoval mikrobiální rozmanitost bazénů vody v ochranné budově kolem zničeného reaktoru, ale tyto bazény už dávno zmizely.

"Stále mám naději, že mé vzorky jsou v jejich lednici. Podruhé už ty vzorky biologické rozmanitosti získat nepůjde," říká. "Snažili jsme se kultivovat specifické mikroorganismy, které by mohly "žrát" lávu, betonové a ocelové konstrukce uvnitř oblouku a skladu vyhořelého paliva. To by se mohlo podařit obnovit, ale bude to vyžadovat spoustu peněz, času a práce." Další výzkumník ISPNPP, Maxim Saveliev, je méně optimistický. "Musíme začít téměř od nuly hlavně ve všech předmětech, máme lidi, ale žádná data, protože všechny naše pevné disky byly ukradeny," říká.

Práce v laboratořích je zatím pozastavena. Nosovskij ve svém dopise uvedl, že rozpočty na obnovu a výměnu vybavení nebudou, dokud je země ve válce, a bude obtížné je zajistit i po ní. Uvedl také, že ISPNPP plánuje založit charitativní fond, který požádá vědecké organizace z celého světa o pomoc.

Život je obtížný i pro další pracovníky elektrárny. Parenjuk říká, že jejich směny trvají obvykle kolem 12 hodin, ale že železniční trasa mezi lokalitou a městem Slavytych - kde většina pracovníků bydlí - vede přes Bělorusko a je považována za příliš riskantní kvůli spojenectví země s Ruskem. "Nikdo opravdu nechce riskovat životy lidí a posílat je do Běloruska byť jen na pár hodin," říká.

Alternativní trasa přes Černihiv, Kyjev, Buču a Irpin je náročná kvůli strženým mostům a ostřelovaným silnicím, což znamená, že samotná jednosměrná cesta může trvat déle než směna, říká Parenjuk.

Zdroj: New Scientist
zpět

Šance na zpomalení stárnutí? Vědci omladili kožní buňky o 30 let

Odborníkům z Univerzity v Cambridgi se povedlo omladit kožní buňky 53leté ženy do podoby, jakou mají buňky 23letého člověka. Doufají, že jejich poznatky budou v budoucnu využitelné pro omlazení buněk i dalších tělesných orgánů. Cílem britského výzkumu je vyvinout léčbu nemocí vázaných na přibývající věk, např. diabetu, nemocí srdce a neurologických poruch. Šéf výzkumu profesor Wolf Reik v rozhovoru se zpravodajskou stanicí BBC řekl, že doufá, že jednou bude možné stárnoucím lidem zachovat zdraví déle.
„O něčem takovém jsme snili. Z mnoha běžných potíží se s věkem stávají vážné nemoci a je úžasné přijít na to, jak lidem pomoci,“ nechal se slyšet. Doplnil, že jeho tým právě věří, že totéž se v budoucnu dokáže i s jinými tkáněmi v těle. Při tzv. zmlazování kůže byly použity postupy známé z výzkumu, který v roce 1996 vedl k narození naklonované ovce Dolly.

Studie ve velmi rané fázi.

Výsledek cambridgeského týmu byl zveřejněn v časopise eLife a Reik upozornil, že jde o výzkum ve velmi raném stadiu. Předtím, než bude moci být technologie přenesena z laboratoře na kliniku, je třeba překonat mnoho problémů. To, že se poprvé podařilo ukázat, že je omlazení kožních buněk možné, je ale podle něj důležitý krok vpřed.Výchozím bodem výzkumu byly poznatky z Roslinova institutu v Edinburghu, kde se v 90. letech podařilo naklonovat ovci z kožní buňky dospělého jedince. Původním cílem týmu z Roslinova institutu nebylo vytvářet klony zvířat nebo lidí, ale lidské embryonální kmenové buňky, které by mohly růst v určitých tkáních jako svaly, chrupavky či nervové buňky a nahradit vyčerpané orgány. Později technologii zjednodušil japonský vědec Šinja Jamanaka, laureát Nobelovy ceny za lékařství a fyziologii. Dokázal vytvořit indukovanou pluripotentní kmenovou buňku, která je připravená uměle a může z ní vzniknout v dospělém organismu jakákoli buňka. Jeho metoda se označuje jako IPS.Jak v případě při klonování Dolly, tak v případě IPS musí kmenové buňky narůst do buněk a tkání potřebných pro pacienta. Je to složitý proces a navzdory mnohaletému úsilí je využitelnost k léčbě nemocí velmi omezená.

Metoda IPS zvyšuje riziko rakoviny

Reikův tým použil techniku IPS na kožních buňkách 53leté ženy, přičemž zkrátil délku jejich pobytu v chemikálii z 50 na 12 dní. Člen týmu Dilgeet Gill řekl, že ho ohromilo, když zjistil, že se buňky nezměnily v embryonální kmenové buňky, ale „omládly“ tak, že vypadaly a chovaly se, jako by byly odebrány člověku starému 23 let.Proces nelze rychle zavádět na klinikách, protože metoda IPS zvyšuje riziko rakoviny. Reik řekl, že věří, že když je nyní zřejmé, že lze buňky omladit, může jeho skupina přijít na alternativní a bezpečnou technologii. „Konečným cílem je prodloužit lidem zdraví, ne život, takže lidé budou moci stárnout zdravěji,“ řekl.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Početný tým vědců konečně dokončil dekódování posledních 8 % lidského genomu

Tým 99 vědců z celého světa dnes v odborném časopise Science zveřejnil kompletní podobu lidského genomu.

Tento průlom přichází téměř dvacet let poté, co projekt lidského genomu přišel s podobným tvrzením, když ignoroval úseky DNA, které byly tehdy považovány za nedůležité.

"Tato nová sekvence znamená, že jsme vstoupili na začátek nové etapy," říká neurogenetik Erich Jarvis, který je spoluautorem nového článku, v rozhovoru pro IE.

"Díky kompletním genomům si mohu začít klást nové biologické otázky, které dříve nebyly možné," dodává.

Průlom se připravoval desítky let

Nový soubor dat představuje mimořádně dlouhou sekvenci pouhých čtyř písmen - A, T, C a G -, která reprezentují čtyři molekuly kódující lidské geny.

Na rozdíl od genomu představeného v roce 2003 zahrnuje dnešní oznámení vysoce opakující se (ale zásadně důležité) oblasti genomu, které byly pro vědce v 90. letech a na počátku nového tisíciletí příliš obtížné na to, aby je rozebrali. Celý genom má více než tři miliardy písmen. To znamená, že kdyby byl vytištěn dvanáctibodovým písmem, váš genetický kód by se táhl od Houstonu až po Boston.

Průlom byl možný díky tomu, že vědci mají lepší technologie a dokonalejší znalosti genomiky než před dvaceti lety. Bylo také zapotřebí hodně spolupráce.

Vědci zdokonalili starší techniky

Téměř každá buňka v těle obsahuje celý genom člověka, zaznamenaný v přesné molekulární struktuře jeho DNA. Molekuly reprezentované písmeny A, T, C a G jsou uspořádány v sekvenci podél délky DNA. Kdybychom ji rozpletli a natáhli, DNA obsažená v jedné buňce by byla dlouhá zhruba osm stop. Takto ovšem DNA v našich buňkách neexistuje. Evoluce vedla živé organismy k objevení nejrůznějších inovativních způsobů, jak DNA složit do souboru tak malých balíčků, že se snadno vejdou do buněčného jádra.

Vědci čtou DNA tak, že ji rozřežou na kousky, které jsou dostatečně malé, aby je zvládla stávající technologie. Jedním z důvodů, proč se vědcům podařilo rozluštit kompletní genom až nyní, je to, že novější přístroje jsou schopny přečíst delší kousky než kdykoli předtím. Za ideálních podmínek dokáže nejmodernější stroj přečíst fragmenty DNA dlouhé několik set tisíc párů bází.

"DNA fyzicky prochází tímto pórem," říká Jarvis. "Jak prochází, pór odečítá jednotlivé páry bází."

Výzkumníci nečtou pouze jednu kopii DNA. Vypěstovali speciální buňky, které vytvářejí desítky identických kopií. Ty jsou rozsekány na fragmenty a čteny současně.

"Představte si, že váš telefon je velmi tenká destička vyplněná miliony pórů a DNA prochází všemi póry současně... chcete, aby stejná sekvence prošla někde 30 až 50krát," říká. "Pak chcete informace zprůměrovat."

Méně chyb pomohlo vědcům sestavit kompletní genom

Tato redundance umožňuje najít a opravit chyby. Nejenže chyby představují překážku pro vědce, kteří budou tento soubor dat používat ve svém dalším výzkumu. Chyby také přidávají další vrstvu obtíží pro výzkumníky, kteří mají za úkol znovu sestavit fragmenty do kompletního genomu.

Komerčně dostupné algoritmy jsou schopny získat správně zhruba 97 nebo 98 procent DNA sekvence, říká Jarvis, "ale ve zbývajících dvou procentech jsou stále chyby". Tyto chyby představují obrovskou výzvu, pokud se vyskytují ve vysoce repetitivních a "obtížně sekvenovatelných oblastech, kde je těžké odlišit jednu kopii od druhé".

Člen Jarvisovy laboratoře Giulio Formenti vyvinul algoritmus, který slouží jako "poslední kontrola přesnosti sekvence... k vyčištění posledních dvou procent," říká Jarvis.

Tento příspěvek - kromě mnoha dalších od výzkumníků z celého světa - umožnil těmto badatelům doplnit chybějící úseky genomu.

Vědci plánují sekvenovat mnohem více genomů

Tím však snaha o rozluštění a pochopení lidského genomu a jeho vlivu na organismy zdaleka nekončí. Bioinformatik Adam Phillippy, jeden z vedoucích projektu, říká, že "[p]rávě dokončit sekvenci lidského genomu bylo jako nasadit si nové brýle. Nyní, když vše jasně vidíme, jsme o krok blíže k pochopení toho, co to všechno znamená."

Díky tomu, že máme k dispozici jeden kompletní genom, jsme o velký krok blíže k personalizované medicíně, o které vědci mluví již desítky let. "V budoucnu, až si někdo nechá sekvenovat svůj genom, budeme schopni identifikovat všechny varianty v jeho DNA a využít tyto informace k lepšímu vedení jeho zdravotní péče," říká Phillippy.

Nový genom je také důležitým krokem pro výzkumníky, kteří potřebují kompletní genom z jiných důvodů. Jarvis spoluvede úsilí o sekvenování stovek kompletních genomů lidí z celého světa.

"Cílem je vytvořit co nejúplnější lidský genom, který by představoval mnohem větší část lidské rozmanitosti," říká.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Úprava genů pomocí metody CRISPR zvyšuje výnosy rýže a kukuřice až o 10 procent

Podle nové studie by vypnutí určitého genu u kukuřice a rýže mohlo zvýšit výnosy zrna o 10 %, respektive o 8 %. Prozkoumáním podobných genů u jiných obilovin by se mohla zvýšit celosvětová produkce plodin.

Kukuřice a rýže jsou základními potravinami na celém světě a každá z nich má odlišnou historii pěstování pro masovou produkci. Předpokládá se, že kukuřice pochází z Mexika, zatímco rýže z Číny. Navzdory nezávislému vývoji těchto druhů si rostlinní biologové všimli, že mají některé velmi podobné znaky. Tomuto jevu se říká konvergentní evoluce.

Aby tyto podobnosti prozkoumali, Xiaohong Yang z Čínské zemědělské univerzity v Pekingu a její kolegové zmapovali genomy kukuřice (Zea mays L. ssp. mays) a rýže (Oryza sativa).

Nalezli 490 párů genů, které zřejmě plní analogické funkce v obou obilovinách. Z těchto dvojic vědci identifikovali dva geny - známé jako KRN2 u kukuřice a OsKRN2 u rýže -, které ovlivňují výnos jejich zrna. Pomocí genové editace CRISPR k vypnutí těchto genů dokázali zvýšit výnos zrna o 10 % u kukuřice a o 8 % u rýže. Tato čísla pocházejí z reálných experimentů na zemědělských polích.

"Jsou to vynikající výsledky," říká Yang, který doufá, že bude pokračovat ve zkoumání 490 párů genů, aby dále zlepšil produkci rýže a kukuřice.

"Jedná se o dva druhy, které jsou z ekonomického hlediska nejdůležitější," říká spoluautor Alisdair Fernie z Ústavu molekulární fyziologie rostlin Maxe Plancka v německé Postupimi. "Mají tak odlišnou historii domestikace s různými centry původu a do značné míry velmi odlišná stanoviště. Skutečnost, že ke konvergentní evoluci došlo u tolika genů, je fascinující."

Lepší pochopení genetické evoluce kukuřice a rýže by také mohlo vést k takzvaným domestikačním událostem de novo, říká Fernie, což je případ, kdy jsou domestikované geny vloženy do nedomestikovaných druhů, aby vznikly nové plodiny. Divoké plodiny jsou obecně odolnější vůči extrémním povětrnostním podmínkám a patogenům, ale obvykle mají nízký výnos.

"Pomocí CRISPR a editace genů bychom mohli vzít jen hrstku těchto domestikačních genů, například KRN2, a zavést je zpět do jejich příbuzných divokých druhů," říká. "Myšlenka je taková, že byste mohli vytvořit vysoce výnosné, ale odolné plodiny, což pro nás bude v budoucnu klíčové."

Zdroj: New Scientist
zpět

Salát posilující kostní tkáň by mohl pomoci astronautům na Marsu udržet si lepší zdraví

Konzumace hlávkového salátu obsahujícího hormon, který podporuje tvorbu kostí, by mohla pomoci astronautům před ztrátou kostní tkáně ve vesmíru - a dokonce by mohla pomoci léčit osteoporózu i na Zemi.

Hlávkový salát geneticky upravený tak, aby produkoval hormon podporující tvorbu kostí, by mohli jíst astronauti, aby byli na dlouhých misích zdravější.

Úbytek kostní hmoty neboli osteoporóza je častým problémem, když lidé tráví dlouhou dobu v mikrogravitaci ve vesmíru. Astronauti na Mezinárodní vesmírné stanici musí každý den alespoň 2 hodiny cvičit a užívat lék na udržování kostí, aby se tyto účinky omezily. Při delších misích, jako je například let člověka na Mars, by však mohly být zapotřebí silnější léky na tvorbu kostí, které by vyžadovaly injekce, což by zabíralo cenné místo v nákladu.

Kevin Yates z Kalifornské univerzity v Davisu a jeho kolegové použili půdní bakterii k přenosu genu, který produkuje variantu lidské verze parathormonu (PTH), do salátu. Stejná varianta se běžně používá jako lék stimulující tvorbu kostí. Výzkumníci prověřili řadu modifikovaných rostlin salátu a zjistili, že nejproduktivnější exempláře produkují 10 až 12 miligramů PTH na kilogram. Astronaut by mohl získat veškerý potřebný PTH, kdyby denně snědl 380 gramů salátu.

Yates a jeho tým se domnívají, že se jim podaří vylepšit první výsledky, které dnes prezentovali na konferenci Americké chemické společnosti Spring 2022 v kalifornském San Diegu. Doufají, že získávání léků z produktů vypěstovaných ze semen ve vesmíru by se mohlo stát normou pro budoucí mise.

"Jedná se o nový způsob myšlení a řešení problémů při průzkumu vesmíru," říká Yates. "V minulosti se obvykle jednalo o abiotická řešení - prostě jste věci zabalili a letěli s nimi nebo jste měli spotřební materiál, který jste spotřebovali a nechali si poslat další ze Země."

Yates také spekuluje, že by se salát mohl používat k léčbě osteoporózy i na Zemi, kde se s tímto onemocněním setkávají miliony lidí.

"V zásadě by mohl být [užitečný] z hlediska léčby osteoporózy," říká David Reid z Aberdeenské univerzity ve Velké Británii. Dodává však, že použití hormonu, který vytváří tkáň jako PTH, by mohlo být zbytečné. "Obvykle, pokud se nejedná o velmi hlubokou chorobu, si vystačíte spíše s jinými léky, které zabraňují odbourávání kostí, než s lékem, který kostní tkáň vytváří."

Zdroj: New Scientist
zpět

Pacient, kterému bylo jako prvnímu na světě transplantováno prasečí srdce, po dvou měsících zemřel

David Bennett, 57letý muž, který se stal celosvětově známým jako první člověk, jemuž bylo transplantováno geneticky modifikované prasečí srdce, podle tiskové zprávy zemřel v nemocnici, kde transplantaci podstoupil a kde se zotavoval.

Bennett byl poprvé přijat do Lékařského centra Marylandské univerzity (UMMC) v říjnu loňského roku s arytmií - nepravidelným bušením srdce, které se v jeho případě stalo životu nebezpečným. Lékaři ho napojili na mimotělní membránovou oxygenaci (ECMO), běžně známou jako přístroj pro umělé napojení srdce na plíce, aby ho udrželi při životě.

Byla mu doporučena transplantace srdce, ale vzhledem k tomu, že na čekací listině na transplantaci je více než 110 000 Američanů, Bennettův čas se krátil. Klinický tým navrhl alternativu, která dosud nebyla vyzkoušena. Xenotransplantaci.

Jedinou alternativou, kterou mohl pan Bennett využít, byla transplantace z druhu, který nebyl lidský, ale z geneticky modifikovaného prasete. Revivicor, biotechnologická společnost se sídlem ve Virginii, používá genetické inženýrství k vývoji linie prasat, u nichž je méně pravděpodobné, že je lidské tělo odmítne. Společnost totiž z prasete odstranila geny, které vyvolávají odpověď lidského imunitního systému, a poté do něj vložila geny lidského původu, které zvýšily přijatelnost transplantovaného orgánu.

Bylo to poprvé, kdy se taková transplantace uskutečnila na živém člověku. Již dříve (v říjnu) společnost úspěšně transplantovala ledvinu do zemřelého těla.

Panu Bennetovi byla vysvětlena všechna rizika zákroku a po získání zvláštního povolení od amerického Úřadu pro kontrolu potravin a léčiv byla transplantace dokončena v prvním lednovém týdnu.
Pacient se po operaci zotavoval.

Během několika dní po operaci byl zákrok označen za úspěšný, protože jeho tělo orgán neodmítlo. Transplantovaný orgán fungoval dobře bez jakýchkoli známek odmítnutí, uvedla nemocnice v tiskové zprávě. Bennett po operaci nebyl z nemocnice propuštěn a pokračoval v rekonvalescenční péči, která zahrnovala i pohybovou terapii, která mu pomáhala znovu nabrat sílu.

Bennett také mohl trávit čas se svou rodinou a během pobytu v nemocnici se dokonce věnoval běžným činnostem, jako je sledování Super Bowlu. Před několika dny se však Bennettův zdravotní stav začal zhoršovat a poté, co lékaři zjistili, že se už nezotaví, mu byla poskytnuta paliativní péče. Přesná příčina smrti nebyla dosud odhalena a očekává se, že vedení nemocnice provede důkladné zkoumání, aby se dozvědělo více, uvedl deník The New York Times.

"Jsme zdrceni ztrátou pana Bennetta. Ukázal se jako statečný a obětavý pacient, který bojoval až do konce. Jeho rodině vyjadřujeme upřímnou soustrast," uvedl Bartley Griffith, jeden z chirurgů, kteří zákrok v lednu provedli. "Stejně jako u každé první transplantační operace na světě, i tato vedla k cenným poznatkům, které, jak doufáme, poskytnou transplantačním chirurgům informace pro zlepšení výsledků a potenciální záchranu života budoucích pacientů."

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

V lidském genomu byl nalezen 106 milionů let starý "zkamenělý" virus

V našich genomech byly nalezeny pozůstatky viru, který sužoval naše savčí předky v době dinosaurů.
Přibližně před 106 miliony let se DNA viru nějakým způsobem integrovala do genomu jednoho z našich savčích předků. O dva miliony let později se něco podobného opakovalo se stejným druhem viru. Nyní byly dávné zbytky tohoto viru nalezeny uvnitř našich buněk.

"Tak trochu se skrývá v lidském genomu," říká Aris Katzourakis z Oxfordské univerzity.

Tyto dvě virové "fosilie" jsou jedny z nejstarších, které kdy byly objeveny, a možná dokonce nejstarší. Jsou také poměrně neobvyklé.
Naše genomy jsou posety "fosilními" viry, ale téměř všechny jsou retroviry, které aktivně vkládají kopie DNA svých RNA genů do genomů buněk, které infikují.

Pokud se tak stane v buňkách, které dávají vzniknout spermiím nebo vajíčkům, může se tato DNA odvozená od viru přenášet po generace. Časem virové geny zmutují a nakonec již nemohou dávat vznik infekčním virům. 5 až 10 % našeho genomu tvoří zbytky retrovirů.

Nově objevený virus místo toho patří do starobylé skupiny DNA virů zvaných Mavericks. Fosilní Mavericky byly nalezeny u různých živočichů, včetně ryb, obojživelníků a plazů, ale až dosud nebyly nikdy nalezeny u savců.
Vědci se domnívají, že tyto viry trápily savce od doby, kdy se tito živočichové poprvé vyvinuli přibližně před 180 miliony let v období jury, až do doby nejméně před 105 miliony let v období křídy, kdy došlo k jejich vnesení.
Poté zřejmě mavericky u savců vymizely z důvodů, které nejsou jasné. Mohly by ještě infikovat jiné živočichy, například ryby, ale dosud nebyly nalezeny žádné volně žijící viry Maverick.

"V našem genomu není tolik neretrovirálních virů," říká Katzourakis. "Toto je jediný DNA virus v lidském genomu, o kterém víme, a je to určitě nejstarší neretrovirální inzerce v našich genomech."

V lidském genomu se nachází jeden fosilní retrovirus, nazývaný ERV-L, který je považován za starší, ale odhady stáří se překrývají. "Je těžké s jistotou říci, zda je skutečně starší retrovirus ERV-L nebo tento Maverick, protože ke zjištění jejich stáří byly použity mírně odlišné metodiky," říká Katzourakis.

Existovaly by i ještě starší virové inzerce než tyto, ale jejich fosilní pozůstatky se mohly ztratit nebo zmutovat k nepoznání. Občas se však stane, že integrované virové geny jsou evolucí kooptovány a stanou se užitečnými pro své hostitele.

Zdroj: New Scientist
zpět

Umělý život vytvořený v laboratoři je schopen růst a dělit se jako přírodní bakterie

SYNTETICKÉ buňky vytvořené kombinací složek bakterie Mycoplasma s chemicky syntetizovaným genomem mohou růst a dělit se na buňky jednotného tvaru a velikosti, stejně jako většina přirozených bakteriálních buněk.

V roce 2016 vědci pod vedením Craiga Ventera z Institutu J. Craiga Ventera v kalifornském San Diegu oznámili, že vytvořili syntetické "minimální" buňky. Genom v každé buňce obsahoval pouze 473 klíčových genů považovaných za nezbytné pro život.

Buňky byly podle názvu institutu pojmenovány JCVI-syn3.0 a byly schopny růst a dělit se na agaru a vytvářet shluky buněk nazývané kolonie.

Při bližším zkoumání dělících se buněk si však Venter a jeho kolegové tehdy všimli, že se nedělí rovnoměrně a stejnoměrně a nevytvářejí identické dceřiné buňky, jak to dělá většina přírodních bakterií. Místo toho vytvářely dceřiné buňky bizarních tvarů a velikostí.

"[Tvůrci JCVI-syn3.0] vyhodili všechny části genomu, o kterých si mysleli, že nejsou nezbytné pro růst," říká Elizabeth Strychalski z amerického Národního institutu pro standardy a technologie. Podle ní se však ukázalo, že jejich definice toho, co je nezbytné pro růst, se týkala spíše toho, co je potřeba k vytvoření krásných kolonií rostoucích na agarové plotně, než toho, co je potřeba k vytvoření buněk, které se dělí rovnoměrně a jako živé.

Znovu zavedením různých genů do těchto syntetických bakteriálních buněk a následným sledováním, jak přidané geny ovlivňují růst buněk pod mikroskopem, se Strychalské a jejímu týmu podařilo určit sedm dalších genů, které jsou nutné k tomu, aby se buňky dělily rovnoměrně.
Když vědci přidali těchto sedm genů do JCVI-syn3.0 a vytvořili tak novou syntetickou buňku, zjistili, že to stačí k obnovení normálního, rovnoměrného dělení a růstu buněk.

Strychalski a její kolegové zjistili, že zatímco o dvou ze sedmi genů již bylo známo, že se podílejí na dělení buněk, pět z nich bylo dříve bez známé funkce. "Bylo to překvapivé," říká.

"Těchto pět genů bylo mimo rámec toho, co jsme dosud věděli," říká James Pelletier z Massachusettského technologického institutu, spoluautor studie.

"Minimální buňka má mnoho genů s neznámou funkcí, které sice netušíme, co dělají, ale jsou nezbytné pro život buňky - takže je to vzrušující oblast pro budoucí výzkum," říká.

"[Tento výzkum] je nesmírně důležitý pro pochopení toho, jak funguje život a jaké geny jsou potřebné pro spolehlivý provoz buněk," říká Drew Endy ze Stanfordovy univerzity v Kalifornii.

"Základní výzkum minimálních buněk nám pomáhá pochopit principy životních jevů a evoluční historii života," říká Kate Adamala z Minnesotské univerzity v Minneapolis. Minimální buňka je totiž dobrou analogií posledního univerzálního společného předka veškerého života na Zemi.

Nový objev nás podle ní také "přibližuje ke konstrukci plně definovaných, pochopitelných a kontrolovatelných" živých buněk. "Zbaveny složitosti přirozených živých systémů představují syntetické buňky nástroj pro základní výzkum i biotechnologie."

"Potenciál využití je obrovský, v zemědělství, výživě, biomedicíně a při nápravě životního prostředí," říká Jef Boeke z New York University. "Schopnost opravovat a zdokonalovat biologický kód, jako je tento, je zásadním krokem k tomu, abychom se k němu dostali."

Zdroj: New Scientist
zpět

Dívka díky DNA testu zjistila, že má přes 50 sourozenců

Díky DNA testu o sobě a o svých předcích člověk může zjistit celou řadu zajímavých informací. Třiadvacetiletá Izzy však zjistila daleko víc, než mohla očekávat. Ukázalo se totiž, že její biologický otec byl velmi štědrým dárcem spermatu a že má z jeho strany přes 50 nevlastních sourozenců.

Dívka původem z Itálie se se svým příběhem svěřila na sociální síti TikTok. Ve videu vysvětluje, že DNA test podstoupila, aby se dozvěděla více informací o svých předcích.

Izzy byla, společně se svými dvěma bratry (jsou trojčata), vychována svou biologickou matkou a jejím přítelem. Protože spolu tento pár nemohl mít děti, rozhodl se pro umělé oplodnění. Vzorek pro oplodnění pocházel ze spermabanky v americké Virginii.

Jak ale ukázal DNA test, sperma biologického otce Izzy bylo použito nejenom pro umělé oplodnění její matky, ale i řady dalších žen.

„Dostala jsem zprávu od náhodné ženy, zda jsem příbuzná s jednou konkrétní osobou, protože moje genetické vzorky se částečně shodovaly s těmi její dcery,” vysvětlila Izzy.

Následně ji na sociálních sítích zkontaktovala nevlastní sestra jejího biologického otce s tím, že na Facebooku existuje skupina tvořená lidmi, kteří se stejně jako ona narodili za pomoci umělého oplodnění spermatem stejného dárce.

„Napsala mi, že jsou ve skupině matky, které využily stejného dárce, a jejich děti a že bych se do skupiny měla taky připojit. To jsem učinila a ukázalo se, že tam je přes 50 lidí se stejnými osudy... a všichni jsme rozdílného věku,” řekla dívka.

Mají strach randit

Někteří z nich se nyní pochopitelně obávají, že s ohledem na jejich vysoký počet, který ve skutečnosti může být ještě daleko větší, by mohlo nevědomky dojít k tomu, že začnou randit s někým, kdo je ve skutečnosti jejich sourozencem.

„Cítím se nepříjemně, je to opravdu neobvyklá věc. Snažím se na to nemyslet a uvěřit tomu, že se mě to netýká. Není to tak, že bych nikdy nechtěla poznat své sourozence, možná s některými zkusím navázat vztah, zatím se na to ale necítím,” uvedla Izzy.

Zákony ohledně limitů dárcovství spermatu za účelem umělého oplodnění se liší v závislosti na dané zemi. Zatímco v některých státech jsou striktně určené limity právě z důvodu náhodného partnerského spojení mezi příbuznými, v jiných jsou tyto limity značně benevolentnější či vůbec neexistují.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

"Antibiotikum" na bázi CRISPR eliminuje nebezpečnou bakterii ze střeva

Geneticky modifikované bakterie vyzbrojené technologií CRISPR by mohly pomoci v boji proti infekcím odolným vůči antibiotikům a také umožnit lékařům upravovat lidský mikrobiom.
Neškodná bakterie vyzbrojená designovou zbraní na bázi CRISPR byla použita k odstranění škodlivé bakterie ze střev myší, zatímco všechny ostatní mikroby zůstaly nepoškozeny.

Podle Sébastiena Rodriguea z kanadské univerzity v Sherbrooke by tento přístup mohl přinést nový způsob boje s infekcemi střev a kůže odolnými vůči antibiotikům a také pomoci při léčbě celé řady onemocnění pomocí úpravy mikrobiomu.

Jiní ukázali, že tento přístup funguje na buňkách rostoucích v miskách, ale Rodrigueův tým je první, kdo ho účinně využívá u zvířat. "A pokud to funguje u myší, mělo by to fungovat i u jiných zvířat, včetně lidí," říká.
CRISPR je nejznámější jako nástroj pro úpravu genů, ale lze jej naprogramovat i tak, aby zabíjel bakteriální buňky, které v sobě mají specifické kousky DNA. Obtížné je, že k tomu je třeba dostat systém CRISPR do každé jednotlivé bakteriální buňky, kterou chcete zabít. "Skutečnou výzvou je doručení," říká Rodrigue.
Jedním ze způsobů, jak doručit CRISPR, je využít kruhové kousky DNA v bakteriích známé jako konjugační plazmidy. Ty nesou geny, díky nimž je bakterie předávají jiným bakteriálním buňkám prostřednictvím procesu zvaného konjugace.

Rodrigueův tým testoval spoustu různých konjugativních plazmidů v běžné skupině bakterií, aby našel ten, který byl při přenosu nejúčinnější. Skupina jej pak v laboratoři vyvinula tak, aby byl ještě účinnější.

Tým přidal geny pro systém CRISPR zaměřený na kmen E. coli odolný vůči antibiotikům a umístil plazmid do neškodné bakterie používané jako probiotikum. Když byly myším podány probiotické bakterie vyzbrojené CRISPR, zlikvidovaly během čtyř dnů 99,9 % bakterií E. coli.

Dále se tým zaměřil na bakterii zvanou Citrobacter rodentium, která poškozuje střeva myší, které infikuje. Probiotické bakterie vyzbrojené technologií CRISPR vyléčily infekce během čtyř dnů. "Zcela eliminovaly bakterii Citrobacter rodentium," říká Rodrigue.

Tým nyní začal metodu testovat u prasat, kde by mohla být alternativou k antibiotikům, která zemědělci běžně používají.

Metoda je velmi účinná, říká Alejandro Chavez z Kolumbijské univerzity v New Yorku. "Celkově je takový přístup určitě možný."

Takto účinné konjugativní plazmidy však mohou přinést určitá rizika, říká Chavez. Pokud by se něco pokazilo, mohly by plazmidy nakonec šířit nežádoucí geny.

Aby se nic takového nemohlo stát, plánuje Rodrigue zajistit, aby plazmidy po léčbě nepřetrvávaly. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je odstranit geny, které plazmidy potřebují k replikaci, takže brzy zaniknou.
Další možností je, že se systém CRISPR zaměří na plazmidy a zničí je po určité prodlevě - časovaný systém sebedestrukce. "To je další krok, pokud jde o biologické omezení," říká Rodrigue.

Probiotické bakterie vyzbrojené CRISPR účinně fungují jako vysoce selektivní antibiotika. Mohly by se používat k léčbě infekcí všude tam, kde mohou bakterie v těle přežívat, od kůže až po močový měchýř.

Kromě toho je mnoho zdravotních potíží, od rakoviny po Crohnovu chorobu, spojeno se změnami v lidském mikrobiomu, říká Rodrigue. Často není jasné, kde jsou tyto změny příčinou a kde důsledkem.

Nástroj, který nám umožní mikrobiom měnit, nám to pomůže zjistit a mohl by vést k novým způsobům léčby. "Mohli bychom to využít jako způsob, jak změnit mikrobiom ve prospěch zdraví, a ne nemoci," říká Rodrigue.

Zdroj: New Scientist
zpět

"Antibiotikum" na bázi CRISPR eliminuje nebezpečnou bakterii ze střeva

Geneticky modifikované bakterie vyzbrojené technologií CRISPR by mohly pomoci v boji proti infekcím odolným vůči antibiotikům a také umožnit lékařům upravovat lidský mikrobiom.
Neškodná bakterie vyzbrojená designovou zbraní na bázi CRISPR byla použita k odstranění škodlivé bakterie ze střev myší, zatímco všechny ostatní mikroby zůstaly nepoškozeny.

Podle Sébastiena Rodriguea z kanadské univerzity v Sherbrooke by tento přístup mohl přinést nový způsob boje s infekcemi střev a kůže odolnými vůči antibiotikům a také pomoci při léčbě celé řady onemocnění pomocí úpravy mikrobiomu.

Jiní ukázali, že tento přístup funguje na buňkách rostoucích v miskách, ale Rodrigueův tým je první, kdo ho účinně využívá u zvířat. "A pokud to funguje u myší, mělo by to fungovat i u jiných zvířat, včetně lidí," říká.

CRISPR je nejznámější jako nástroj pro úpravu genů, ale lze jej naprogramovat i tak, aby zabíjel bakteriální buňky, které v sobě mají specifické kousky DNA. Obtížné je, že k tomu je třeba dostat systém CRISPR do každé jednotlivé bakteriální buňky, kterou chcete zabít. "Skutečnou výzvou je doručení," říká Rodrigue.

Jedním ze způsobů, jak doručit CRISPR, je využít kruhové kousky DNA v bakteriích známé jako konjugační plazmidy. Ty nesou geny, díky nimž je bakterie předávají jiným bakteriálním buňkám prostřednictvím procesu zvaného konjugace.

Rodrigueův tým testoval spoustu různých konjugativních plazmidů v běžné skupině bakterií, aby našel ten, který byl při přenosu nejúčinnější. Skupina jej pak v laboratoři vyvinula tak, aby byl ještě účinnější.

Tým přidal geny pro systém CRISPR zaměřený na kmen E. coli odolný vůči antibiotikům a umístil plazmid do neškodné bakterie používané jako probiotikum. Když byly myším podány probiotické bakterie vyzbrojené CRISPR, zlikvidovaly během čtyř dnů 99,9 % bakterií E. coli.

Dále se tým zaměřil na bakterii zvanou Citrobacter rodentium, která poškozuje střeva myší, které infikuje. Probiotické bakterie vyzbrojené technologií CRISPR vyléčily infekce během čtyř dnů. "Zcela eliminovaly bakterii Citrobacter rodentium," říká Rodrigue.

Tým nyní začal metodu testovat u prasat, kde by mohla být alternativou k antibiotikům, která zemědělci hojně používají.

Metoda je velmi účinná, říká Alejandro Chavez z Kolumbijské univerzity v New Yorku. "Celkově je takový přístup určitě možný."

Takto účinné konjugativní plazmidy však mohou přinést i určitá rizika, říká Chavez. Pokud by se něco pokazilo, mohly by plazmidy nakonec šířit nežádoucí geny.

Aby se nic takového nemohlo stát, plánuje Rodrigue zajistit, aby plazmidy po léčbě nepřetrvávaly. Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je odstranit geny, které plazmidy potřebují k replikaci, takže brzy zaniknou.

Další možností je, že se systém CRISPR zaměří na plazmidy a zničí je po určité prodlevě - časovaný systém sebedestrukce. "To je další krok, pokud jde o biologické omezení," říká Rodrigue.

Probiotické bakterie vyzbrojené CRISPR účinně fungují jako vysoce selektivní antibiotika. Mohly by se používat k léčbě infekcí všude tam, kde mohou bakterie v těle přežívat, od kůže až po močový měchýř.

Kromě toho je mnoho zdravotních potíží, od rakoviny po Crohnovu chorobu, spojeno se změnami v lidském mikrobiomu, říká Rodrigue. Často není jasné, kde jsou tyto změny příčinou a kde důsledkem.

Mít nástroj, který nám umožní mikrobiom měnit, nám to pomůže zjistit a mohlo by to vést k novým způsobům léčby. "Mohli bychom to využít jako způsob, jak změnit mikrobiom ve prospěch zdraví, a ne nemoci," říká Rodrigue.

Zdroj: New Scientist
zpět

Shoda DNA indiánského vůdce "Sedícího býka" s žijícím příbuznými

Tatanka Iyotake, obecně známý jako Sedící býk, je známý jako vůdce lakotského národa Hunkpapa Siouxů z 19. století - a výsledky DNA posilují tvrzení, že má žijící potomky.

Studie, která spojuje historii se současnou technologií DNA testů, dále podpořila tvrzení o příbuzenském vztahu mezi žijícím indiánem a historickou postavou: Tatanka Iyotake, veřejně známého jako Sedící býk.

Sedící býk byl vůdcem národa Hunkpapa Lakota Sioux. V roce 1876 zvítězil nad 7. jezdeckým plukem americké armády generála Custera v bitvě u Little Bighornu, známé také jako bitva na Mastné trávě.

Dnes je za pravnuka Sedícího býka všeobecně považován Ernie LaPointe, indiánský spisovatel a prezident nadace Sitting Bull Family Foundation. Nyní LaPointe svůj nárok posílil genetikou.

LaPointe a jeho tři sestry již dříve použili historické záznamy, včetně rodných a úmrtních listů, aby přesvědčivě doložili příbuzenský vztah se Sedícím býkem. V roce 2007 byl LaPointeovi a jeho sestrám repatriován pramen vlasů Sedícího býka, který byl uchován v Národním přírodovědném muzeu ve Washingtonu DC - a malý vzorek byl zaslán týmu genetiků pod vedením Eske Willersleva z Kodaňské univerzity, aby bylo možné provést analýzu DNA.

Výsledek analýzy byl důležitý pro LaPointeho, který je v nové studii uveden jako spoluautor. Aby si zajistil právo rozhodovat o osudu místa posledního odpočinku Sedícího býka, potřeboval poskytnout nezvratné důkazy, že Sedící býk byl skutečně jeho předkem. K tomu by posloužily genetické důkazy.

Porovnáním DNA z vlasů Sedícího býka s DNA z LaPointeho slin nová studie skutečně nezvratně prokázala, že LaPointe je pravnukem legendárního vůdce, říká Willerslev.

Willerslev říká, že metody obvykle používané k určení původu, jako je analýza chromozomu Y, nebylo v tomto případě možné použít, protože DNA ve vzorku vlasů byla tak degradovaná. Ke zjištění příbuznosti však bylo možné použít frekvenci haplotypů. Haplotyp je soubor alel zděděných po jednom z rodičů. I nepříbuzní jedinci mohou sdílet společné haplotypy, takže Willerslevův tým odebral vzorky slin nepříbuzným členům LaPointeho komunity, aby zjistil haplotypy, které byly specifické pro krevní linii Sedícího býka.

"Dá se říci, že čím více materiálu máte... tím spolehlivější budou vaše výsledky," říká Willerslev, ale i tak je přesvědčen, že genetické důkazy jsou nezvratné.

Willerslev, kterého Sedící býk a jeho odkaz fascinují již od dětství, se zúčastnil tradičního lakotského obřadu, při němž byl duch Sedícího býka vzkříšen, aby získal povolení k použití regenerovaného pramene vlasů pro vědecké zkoumání.

Prezident národa Oglala Lakota Kevin Killer, indiánský vůdce kmene Lakota Sioux, vysvětluje, že vlasy mají v indiánské kultuře zvláštní význam a jsou považovány za posvátné a sídlo ducha.

Killer, který se na studii nepodílel, vítá výzkum, který podporuje kulturu ústní historie původních obyvatel. "Vidět [naši ústy vyprávěnou historii] podpořenou vědeckými poznatky... je krokem, který dokazuje, jak silná je naše tradice, která sahá až do doby před 10 000 lety."

Kimberly TallBear-Dauphineová z Albertské univerzity v Kanadě, indiánka z kmene Dakota, která se na studii nepodílela, říká, že LaPointeho původ od Sedícího býka nebyl nikdy zpochybňován, protože genealogie Lakotů je velmi dobře zdokumentována jak papírovou dokumentací, tak ústní historií.

"Jsem si jistá, že použití této technologie je pro vědce přínosem... [ale] jednoduše geneticky potvrzují to, co jsme již věděli z jiných druhů důkazů," říká.

Když uvádí studii na pravou míru, říká: "Rozhodně to Lakotům nedává nic, co by už nevěděli, pokud jde o Ernieho vztah se Sedícím býkem."

Zdroj: New Scientist
zpět

Geneticky modifikované bakterie by nás mohly léčit z nitra našich buněk

Před miliardami let začaly bakterie žít uvnitř jiných buněk a plnit základní funkce. Genetické inženýrství by mohlo vytvořit nové typy těchto "endosymbiontů".

Bakterie byly geneticky upraveny tak, aby vstoupily do imunitních buněk myší a žily v nich, kde uvolňovaly proteiny, které měnily chování těchto buněk. Tato práce je prvním krokem k vytvoření "umělých endosymbiontů", kteří by mohli žít uvnitř některých buněk lidského těla a dělat vše od řízení regenerace poškozených tkání až po léčbu rakoviny.

"To je dlouhodobá vize," říká Christopher Contag z Michiganské státní univerzity.

Několik dalších skupin rovněž vyvíjí umělé endosymbionty, kteří by nám podle nich mohli umožnit zvýšit produktivitu plodin a hospodářských zvířat a mohli by léčit stavy související s věkem.

Myšlenka vytvoření umělých endosymbiontů byla dříve považována za fantazii, říká Bogumil Karas z University of Western Ontario v Kanadě, ale díky obrovskému pokroku v naší schopnosti konstruovat organismy v posledních letech se začíná považovat za uskutečnitelnou.

"V blízké budoucnosti to bude jedna z největších věcí," říká. "V posledních zhruba pěti letech jsem zaznamenal obrovský zájem."

Většina organismů je závislá na mikrobech žijících na nich nebo v nich - mikrobiomu - ale někdy je tento vztah ještě intimnější. Některé bakterie žijí uvnitř buněk rostlin nebo živočichů ve vzájemně výhodném vztahu zvaném endosymbióza.

Endosymbionti mohou organismům propůjčit schopnosti důležité pro jejich přežití. Struktury produkující energii ve všech živočišných a rostlinných buňkách se vyvinuly z endosymbiotických bakterií, stejně jako fotosyntetické struktury ve všech rostlinných buňkách.

Při vytváření nového endosymbionta od nuly začal Contagův tým s bakterií Bacillus subtilis, která se mimo jiné nachází v našich střevech. "Je to běžná mikrobiální bakterie," říká člen týmu Cody Madsen, rovněž z Michiganské státní univerzity.

Výzkumníci ji upravili tak, aby produkovala savčí proteiny, které mění aktivitu genů a řídí tak činnost savčích buněk.

Aby se bakterie dostala do myších buněk, Contag a Madsen se svými kolegy spoléhali na to, že některé živočišné buňky mohou pohlcovat bakterie prostřednictvím procesu zvaného fagocytóza. Za normálních okolností zůstávají pohlcené bakterie uvězněny v membránových váčcích, kde jsou stráveny. Upravený kmen B. subtilis však vylučuje protein, který mu umožňuje se z těchto váčků vymanit.

Výzkumníci přidali upravené bakterie k myším imunitním buňkám známým jako makrofágy rostoucím v misce. Bakterie se jim podařilo dostat do 99 % buněk. Ukázali také, že savčí proteiny, které bakterie produkovaly, změnily chování makrofágů.

Tým musí ještě dosáhnout toho, aby bakterie žily v souladu se svými novými hostiteli. Po dvou dnech bylo 10 % makrofágů zabito bakteriemi, které se v nich příliš rychle dělily a množily.

Dalším krokem, říká Madsen, je přidat genetický obvod, který zajistí, že se bakterie budou dělit pouze tehdy, když se dělí hostitelská buňka.

Tým také plánuje vyvinout bakterie tak, aby je bylo možné ovládat, jakmile se ocitnou uvnitř zvířete, a to tak, že budou reagovat na specifické chemické látky nebo magnetická pole. Výhodou použití magnetismu je, že by umožňoval lokální kontrolu.

"Mohli byste z buněk, které mají tyto endosymbionty, udělat kmenové buňky a pak přepnout další spínač a přeměnit tuto kmenovou buňku na jiný typ buněk," říká Contag.

Takové spínače by se také mohly v případě potřeby použít k usmrcení bakterií, říká Madsen.

Je úžasné, že se týmu podařilo dostat bakterie do tak vysokého podílu buněk, říká Karas. Dosáhnout toho v těle a v jiných typech buněk však bude mnohem obtížnější, říká, a získání dlouhodobého přežití je samozřejmě klíčové.

"Nejsem přesvědčen o tom, že by umělí endosymbionti nutně nabízeli výhody oproti méně komplexním přístupům," říká John Rasko, odborník na kmenové buňky z univerzity v Sydney. "Regulační překážky a etické problémy jsou pravděpodobně ještě větší než ty technické."

Existuje mnoho dalších způsobů, jak řídit aktivitu genů v savčích buňkách, říká Huseyin Sumer z australské Swinburne University of Technology. "Nejbližší uplatnění [umělých endosymbiontů] by mohlo být v zemědělství," říká.

Například rostliny, jako jsou fazole, nepotřebují dusíkatá hnojiva, protože mohou zachycovat dusík přímo z atmosféry pomocí bakterií rostoucích na jejich kořenech. Karasův tým se snaží dát tuto schopnost i dalším plodinám tím, že z bakterií vázajících dusík vytvoří endosymbionty.

To by mohlo mít obrovský přínos, protože dusíkatá hnojiva jsou velkým zdrojem skleníkových plynů a také významným znečišťovatelem řek a moří.

V zásadě by bylo možné umělé endosymbionty využít k tomu, aby živočichové získali některé mimořádné schopnosti. Sumer říká, že jeho tým zahájil pokusy, aby zjistil, zda lze savčí buňky přimět k fotosyntéze, než pandemie práci přerušila.

Zdroj: New Scientist
zpět

Embrya vyřazená při IVF jako "abnormální" se mohou nakonec narodit jako zdravé děti

Dvě nové studie ukazují, že embrya, která jsou na klinikách IVF často vyřazována, protože obsahují zdánlivě abnormální buňky, se se stejnou pravděpodobností vyvinou ve zdravé děti jako embrya bez chromozomálních abnormalit.

Toto zjištění znamená, že mnoho lidí, kteří se snaží otěhotnět pomocí IVF, bude mít na výběr více embryí a může se méně obávat použití mírně abnormálních embryí.

Aby se vybrala nejživotaschopnější embrya pro implantaci, kliniky IVF vizuálně posuzují jejich tvar a strukturu a často provádějí také genetické testy. Toto preimplantační genetické testování je užitečné pro identifikaci embryí s velkými chromozomálními abnormalitami, která pravděpodobně nepřežijí, ale existují spory o to, co dělat s těmi, která obsahují pouze malou část buněk s chromozomálními abnormalitami - tzv. mozaiková embrya.

Přibližně u 1 ze 4 embryí vzniklých při IVF se zjistí, že jsou mozaikovitá. Tato embrya jsou často vyřazena nebo použita jako poslední možnost, protože se předpokládá riziko, že potratí nebo se z nich vyvine dítě s chromozomálními vadami.

Dvě studie, které budou prezentovány na výročním zasedání Americké společnosti pro reprodukční medicínu 20. října v Baltimoru ve státě Maryland, však naznačují, že tyto obavy jsou neopodstatněné.

V první studii Andria Besserová z New York University Langone Fertility Center a její kolegové sledovali těhotenství 35 osob, kterým byla implantována mozaiková embrya. Testy na konci prvního trimestru ukázaly, že žádný z jejich plodů neměl chromozomální abnormality.

Ve druhé studii Antonio Capalbo ze společnosti Igenomix, která se zabývá celosvětovým reprodukčním genetickým testováním, porovnával výsledky těhotenství 484 chromozomálně normálních embryí, 282 embryí s nízkou úrovní mozaiky a 131 embryí se střední úrovní mozaiky vytvořených pomocí IVF. Mozaika byla klasifikována jako nízká, pokud 20 až 30 procent buněk v embryu mělo abnormální počet chromozomů, a střední, pokud tento počet činil 30 až 50 procent.

Oba typy mozaikových embryí měly stejnou šanci na uhnízdění jako chromozomálně normální embrya a měly stejnou šanci - přibližně 42 procent - vést k úspěšnému narození dětí. Genetické vyšetření novorozenců ukázalo, že neměli žádné chromozomální abnormality, bez ohledu na to, z jakého druhu embrya pocházeli.

Důvody těchto zjištění mohou být dva. Jedním z nich je, že mozaiková embrya mohou mít způsoby, jak odstranit abnormální buňky během vývoje. Druhým důvodem, který Besser i Capalbo považují za pravděpodobnější, je, že potíže s testováním vedou k tomu, že mnoho embryí je označeno za mozaiková, i když tomu tak není. Testování embryí je složité, protože zahrnuje odběr malých množství DNA z vrstvy buněk obklopujících embryo, které se obtížně analyzují a nemusí odrážet chromozomální stav samotného embrya.

"V každém případě se však zdá, že přenos těchto embryí nemá žádné negativní důsledky," říká Capalbo.

Tato zjištění jsou v souladu s nedávnou prací Nathana Treffa a Diega Marina z americké společnosti Genomic Prediction, která se zabývá testováním reprodukce a která přezkoumala výsledky více než 2700 přenosů mozaikových embryí při IVF a zjistila, že pouze v jednom případě se narodilo dítě s mozaikou. Tento mozaicizmus byl mírný a neměl vliv na zdraví dítěte.

Naše nové poznatky o výsledcích přenosů mozaikových embryí by mohly klientům IVF ušetřit spoustu zbytečného trápení a starostí, říká Capalbo. Průzkumy zjistily, že dvě třetiny klientů IVF, kteří mají pouze mozaiková embrya, se rozhodnou je nepoužít, pravděpodobně kvůli vnímaným rizikům, a více než třetina klinik IVF v USA by mozaiková embrya neimplantovala.

"Rozhodně nyní pozorujeme posun v posuzování mozaikových embryí," říká Besser. "Dříve byli všichni z jejich přenosu velmi znepokojení, protože jsme prostě neznali rizika, ale nyní máme k dispozici tyto údaje, které nás podporují, a můžeme lidem poskytnout mnohem větší jistotu."

Zdroj: New Scientist
zpět

Vědci pomocí genové terapie obnovili myším zrak po mrtvici

Vědci z Purdue Institute for Integrative Neuroscience, Pennsylvania State University a jinanské univerzity v Číně spolupracovali na studii obnovy zraku po mrtvici u myší pomocí genové terapie, uvádí se v tiskové zprávě Purdue University.

Cévní mozková příhoda je onemocnění, při kterém dojde k zablokování tepny v mozku, což brání tkáním v této oblasti v přístupu kyslíku a živin. Buňky s nedostatkem kyslíku odumírají, což vede ke ztrátě jejich funkce. Ve většině případů pacient po mrtvici ztratí schopnost pohybovat částí těla, ale v mnoha případech je postižen i zrak.

Neuronální síť je však pružná a někdy se dokáže sama opravit a obnovit vidění u pacientů po mrtvici. V minulosti se vědci pokoušeli o léčbu kmenovými buňkami, která by obnovila zrak, ale imunitní systém pacienta může tyto léčebné postupy odmítnout kvůli neshodě imunitního systému. Profesor Alexandr Čubykin je odborníkem na neurony a pod jeho vedením se tým rozhodl použít místo toho genovou terapii.

Předchozí výzkum ukázal, že transkripční faktor NeuroD1 může aktivovat určité geny, které mohou přeměnit astrocyty na neurony. Astrocyty jsou buňky v mozku a míše, které nepřenášejí elektrické impulsy, ale chrání neurony - buňky, které přenášejí elektrické impulsy a poskytují jim kyslík a živiny. Pomocí genové terapie zprostředkované NeuroD1 lze tyto podpůrné buňky přeměnit na důležité buňky přenášející informace.

Vědci nejprve vyvolali u myší mozkovou mrtvici tak, aby postihla zraková centra v mozku, a poté měřili rozsah ztráty zraku. Poté podali genovou terapii do postižených oblastí a umožnili, aby se transformované buňky začlenily do nervových drah a obnovily ztrátu zraku.

"Nemusíme implantovat nové buňky, takže nedochází k imunogennímu odmítnutí. Tento postup je jednodušší než terapie kmenovými buňkami a dochází k menšímu poškození mozku," uvedl Čubykin v tiskové zprávě. "Vidíme, jak se obnovují spojení mezi starými neurony a nově přeprogramovanými neurony. Můžeme sledovat, jak se myším vrací zrak."

Tým také měřil reakce na zrakový podnět po zásahu a míru zotavení myší. Ve studii zveřejněné v časopise Frontiers se uvádí, že po terapii se u myší obnovila normální úroveň reakce na světlo již za tři týdny. Další výzkum v této oblasti může být v budoucnu využit k nápravě ztráty motorických funkcí, uvádí se v tiskové zprávě.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Pomocí genové terapie obnovili vědci zrak u myší po mrtvici

Vědci z Purdue Institute for Integrative Neuroscience, Pennsylvania State University a Jinan University v Číně ve spolupráci s Purdue University provedli studii, jejímž cílem bylo obnovit zrak u myší po mozkové mrtvici pomocí genové terapie.

Cévní mozková příhoda je onemocnění, při kterém dojde k zablokování tepny v mozku, což brání tkáním v této oblasti v přístupu kyslíku a živin. Buňky s nedostatkem kyslíku odumírají, což vede ke ztrátě jejich funkce. Ve většině případů pacient po mrtvici ztratí schopnost pohybovat částí těla, ale v mnoha případech je postižen i zrak.

Neuronální síť je však pružná a někdy se dokáže sama opravit a obnovit vidění u pacientů po mrtvici. V minulosti se vědci pokoušeli o léčbu kmenovými buňkami, která by obnovila zrak, ale imunitní systém pacienta může tyto léčebné postupy odmítnout kvůli neshodě imunitního systému. Profesor Alexandr Čubykin je odborníkem na neurony a pod jeho vedením se tým rozhodl místo toho použít genovou terapii.

Předchozí výzkum ukázal, že transkripční faktor NeuroD1 může aktivovat určité geny, které mohou přeměnit astrocyty na neurony. Astrocyty jsou buňky v mozku a míše, které nepřenášejí elektrické impulsy, ale chrání neurony - buňky, které přenášejí elektrické impulsy a poskytují jim kyslík a živiny. Pomocí genové terapie zprostředkované NeuroD1 lze tyto podpůrné buňky přeměnit na důležité buňky přenášející informace.

Vědci nejprve vyvolali u myší mozkovou mrtvici tak, aby postihla zraková centra v mozku, a poté měřili rozsah ztráty zraku. Poté podali genovou terapii do postižených oblastí a umožnili, aby se transformované buňky začlenily do nervových drah a obnovily ztrátu zraku.

"Nemusíme implantovat nové buňky, takže nedochází k imunogennímu odmítnutí. Tento postup je jednodušší než terapie kmenovými buňkami a dochází k menšímu poškození mozku," uvedl Chubykin v tiskové zprávě. "Vidíme, jak se obnovují spojení mezi starými neurony a nově přeprogramovanými neurony. Můžeme sledovat, jak se myším vrací zrak."

Tým také měřil reakce na zrakový podnět po zásahu a míru zotavení myší. Ve studii zveřejněné v časopise Frontiers se uvádí, že po terapii se u myší obnovila normální úroveň reakce na světlo již za tři týdny. Další výzkum v této oblasti může být v budoucnu využit k nápravě ztráty motorických funkcí, uvádí se v tiskové zprávě.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Rajče je první potravinou upravenou metodou CRISPR na světě, která jde do maloobchodního prodeje

Poprvé v historii si můžete koupit potravinu upravenou pomocí genové editace CRISPR - alespoň pokud žijete v Japonsku, kde se právě začalo prodávat rajče Sicilian Rouge High GABA.

"Rajčata jsme začali dodávat 17. září," říká Minako Sumiyoshiová z japonského start-upu Sanatech Seed, který rajčata prodává přímo spotřebitelům. Podle ní není poptávka po rajčatech "příliš velká".

"Je to velmi významný milník pro CRISPR potraviny," říká Nigel Halford ze společnosti Rothamsted Research ve Velké Británii.

Začátkem letošního roku společnost Sanatech Seed také rozdávala sazenice všem, kteří si chtěli vypěstovat geneticky upravená rajčata sami. Nabídku využilo asi 4200 zahrádkářů, říká Sumiyoshi.

Pokud se časopisu New Scientist podařilo zjistit, je rajče první potravinou upravenou pomocí CRISPR, která byla uvedena na trh v komerčním měřítku kdekoli na světě. Spotřebitelé v USA již konzumují genově upravený sójový olej, který však byl vytvořen starší metodou editace genů.

"Při pohledu do médií to vypadá, že naše rajče je prvním produktem upraveným pomocí CRISPR/Cas9, ale nevíme, jestli tomu tak skutečně je," říká Sumiyoshi.

"Pokud vím, [je první]," říká Jon Entine z americké neziskové organizace Genetic Literacy Project. "Kukuřice CRISPR společnosti Corteva získala povolení v Kanadě, ale neslyšel jsem, že by už byla uvolněna na trh."

Nehnijící houba vytvořená pomocí CRISPR byla v USA schválena v roce 2016, říká Halford. "Nevím však, zda se dostala do prodeje."

Rajče Sicilian Rouge High GABA produkuje méně enzymu, který rozkládá aminokyselinu GABA neboli kyselinu gama-aminomáselnou, v důsledku čehož rajčata obsahují pětkrát více GABA než normální rajčata. GABA je produkována v našem těle a hraje klíčovou roli v mozku a nervovém systému. Prodává se také jako doplněk stravy. O prospěšnosti konzumace GABA navíc se vedou diskuse, ale v loňském roce provedený rozbor vědeckých poznatků dospěl k závěru, že "příjem GABA může mít příznivý vliv na stres a spánek".

Editace genů zahrnuje změnu stávající DNA organismu, zatímco dřívější formy genového inženýrství obvykle zahrnovaly přidání dalších kousků DNA z jiných organismů. Vzhledem k tomu, že mnohé změny zavedené editací genů se vyskytují i přirozeně, nepodléhají v některých zemích potraviny vyrobené touto metodou stejným pravidlům jako jiné geneticky modifikované plodiny.

V prosinci 2020 se regulační úřady v Japonsku rozhodly neregulovat Sicilian Rouge High GABA jako geneticky modifikovaný, čímž připravily půdu pro jeho uvedení na trh v letošním roce.

Společnost rovněž zvažuje uvedení rajčat na trh v dalších zemích. Americké ministerstvo zemědělství již potvrdilo, že rajče Sicilian Rouge High GABA nebude podléhat stejné regulaci jako konvenční geneticky modifikované plodiny.

Ve Spojeném království a Evropské unii by v současnosti rajče podléhalo regulaci jako geneticky modifikované, což by znamenalo neúměrně vysoké náklady na jeho schválení. Očekává se však, že Velká Británie své zákony brzy změní. Společnost Sanatech Seed již dříve uvedla, že " pozorně sleduje" regulační předpisy ve Spojeném království.

Zastánci úpravy genů tvrdí, že tato technologie bude mít mnoho výhod pro spotřebitele a životní prostředí, stejně jako pro zemědělce a hospodářská zvířata. Například u skotu byla provedena editace, aby se jeho srst stala světlejší, což mu má pomoci vyrovnat se s oteplujícím se klimatem.

Mnoho dalších produktů CRISPR se vyvíjí. Japonské úřady v současné době posuzují mořského ďasa, jehož genom byl upraven tak, aby produkoval až o 50 % více svaloviny. Podle novin Yomiuri Shimbun by tato geneticky upravená ryba mohla být schválena tento měsíc.

Ve Velké Británii začaly polní testy pšenice CRISPR vytvořené Halfordovým týmem. Chléb vyrobený z této pšenice bude mít nižší obsah rakovinotvorné látky akrylamidu.

Zdroj: New Scientist
zpět

Jak naši opičí předkové před 25 miliony let náhle přišli o ocas

Asi před 25 miliony let naši předkové přišli o ocas. Nyní genetici možná našli přesnou mutaci, která lidoopům, jako jsme my, brání v růstu ocasů - a pokud mají pravdu, k jejich ztrátě došlo náhle, nikoliv postupným zmenšováním ocasů.

"O ocas jsme přišli naráz," říká Itai Yanai z NYU Langone Health v New Yorku.

Jeho kolega Bo Xia říká, že se jako dítě divil, proč lidé nemají ocasy jako ostatní zvířata. "Tato otázka mi vrtala hlavou, když jsem byl malý," říká. "Ptal jsem se: 'Kde je můj ocas?'".

Nedávno si Xia při autonehodě poranil kostrč - malý kousek kosti na bázi páteře, který je pozůstatkem ocasů savců. "Bylo to opravdu bolestivé," říká. "Stále mi to připomínalo ocasní část našeho těla."

To přimělo Sia ke zkoumání genetického základu ztráty ocasu. Veškeré mutace podílející se na ztrátě ocasu by se měly vyskytovat u opic, ale ne u lidoopů. S kolegy porovnal opičí a opičí verze 31 genů, které se podílejí na vývoji ocasu.

V oblastech kódujících proteiny nic nenašli, a tak se podívali do kousků nevyužité DNA, které se nacházejí uvnitř genů. Pokud si proteiny představíte jako nábytek z plochých dílů, genetické návody na jejich výrobu obsahují spoustu stránek blábolů, které je třeba odstranit, aby návod fungoval. Tyto přebytečné kousky, nazývané introny, se z kopií mRNA genů vyříznou předtím, než se začnou vyrábět bílkoviny.

Xia zjistil, že u předka opic, v genu pro ocas zvaném TBXT, se uprostřed intronu nachází Alu element. Alu elementy jsou genetičtí parazité, kteří se kopírují a vkládají po celém genomu. "V našem genomu je milion Alu elementů," říká Yanai.

Za normálních okolností by Alu v intronu nic neznamenal - byl by vystřižen spolu s intronem. Ale v tomto případě je poblíž další Alu element, ale je v opačném pořadí. Protože jsou tyto dvě sekvence komplementární, uvědomil si Xia, spojí se a vytvoří v mRNA smyčku.

Tím se několik stránek instrukční brožury účinně slepí dohromady, což znamená, že když se další stránky vystřihnou, často se ztratí i část instrukcí. To znamená, že sestavenému nábytku - proteinu TBXT - často chybí klíčová část.

Tým provedl několik experimentů, aby to demonstroval. Například ukázali, že myši s touto mutací produkují směs proteinů TBXT plné délky a chybějících bitů - podobně jako opice - a že to obvykle vede k úplné ztrátě ocasu.

"To, že se něco ztratí v jednom velkém výbuchu, je opravdu významné, protože pak nemusíte představovat miliony let postupných drobných změn, které se postupně hromadí," říká Carol Wardová z University of Missouri. "To nám může napovědět, proč najednou, když vidíme lidoopy [objevit se], nemají ocasy," říká. Ačkoli ve fosilním záznamu nejsou žádné důkazy o pomalém zkracování délky ocasu, říká Wardová, prozatím máme příliš málo fosilií, abychom to mohli vyloučit.

Co nám tento nález nemůže říci, je, proč naši předkové přišli o ocasy; tedy proč byla tato mutace evolucí vybrána. Většina navrhovaných vysvětlení se týká toho, že ocas byl nevýhodou, když se rané opice začaly pohybovat jiným způsobem, například chodit vzpřímeně po větvích. Fosilie však naznačují, že první opice bez ocasu stále chodily po čtyřech, říká Ward.

Xia a Yanai se domnívají, že ztráta ocasu musela být silnou výhodou, protože tato mutace má i nevýhodu. U některých myší se vyvinuly abnormality páteře připomínající rozštěp páteře. Spekulují, že relativně vysoký výskyt rozštěpu páteře u lidí je přetrvávajícím pozůstatkem ztráty našich ocasů před všemi těmi miliony let.

Zdroj: New Scientist
zpět

V Anglii je nyní snazší provádět experimenty s plodinami upravenými metodou CRISPR.

Změny zákonů, ke kterým dojde koncem tohoto roku, usnadní v Anglii provádění provozních zkoušek s plodinami, které jsou geneticky upravovány za účelem dosažení environmentálních a výživových přínosů.

Vláda Spojeného království, která dnes tento krok oznámila, rovněž uvedla, že plánuje v budoucnu přijmout právní předpisy, které by umožnily, aby se s geneticky upravenými plodinami a hospodářskými zvířaty, které se podobají účinkům přirozeného šlechtění, zacházelo jinak než s geneticky modifikovanými (GM) plodinami a hospodářskými zvířaty, což by otevřelo cestu k tomu, aby se geneticky upravené potraviny mohly poprvé prodávat v britských supermarketech.

Při genové editaci dochází k přesnému zásahu do DNA organismu, často pomocí technologie CRISPR. To znamená, že genová editace nezahrnuje vkládání celých genů nebo genů jiných druhů, které mohou nést jiné geneticky modifikované plodiny. Nedávný příklad testovaný v praxi se týkal pšenice upravené tak, aby se snížilo riziko vzniku karcinogenní sloučeniny při opékání chleba z této pšenice.

Zastánci tvrdí, že takto upravené plodiny jednoduše urychlují přirozené šlechtitelské techniky a mohly by přinést výhody pro životní prostředí, například snížení používání pesticidů díky vývoji brambor odolných vůči plísním.

Přístup Spojeného království signalizuje odklon od Evropské unie, která po brexitu reguluje geneticky upravené organismy stejným způsobem jako ty geneticky modifikované a fakticky zakazuje jejich pěstování a prodej. Spojené království tuto regulaci přeneslo při svém odchodu z EU.

Dnešní první krok k odklonu od této regulace je skromný a následuje po konzultaci. Vláda zruší licenční překážky, s nimiž se laboratoře potýkají při zahájení polních pokusů s geneticky upravenými plodinami, což je klíčový úkol, který má zjistit, jak dobře rostou v reálnějších podmínkách.

Změna v Anglii, která bude provedena pomocí sekundárních právních předpisů do konce roku, by měla ušetřit přibližně 10 000 liber na jeden experiment a zkrátit dvouměsíční čekání na zahájení zkoušek.

Wendy Harwoodová z Centra Johna Innese v britském Norwichi říká: "Doufáme, že to usnadní pohled na tyto rostliny v terénu, což vědcům umožní určit, které z nich se budou dále používat."

Výzkumníci však budou muset stále informovat ministerstvo životního prostředí, potravin a venkova a Skotsko a zbytek Spojeného království mohou rozhodnout o odlišných pravidlech. Britská vláda se domnívá, že změny pravidel nejsou tak důležité jako prohlášení o záměru, který vysílají, a to uvolnit investice do geneticky upravených plodin.

"Je to životně důležité. Týká se to pouze výzkumu a vývoje, ale je to první krok," říká Nigel Halford z britské společnosti Rothamsted Research, která zkouší geneticky upravenou pšenici. "Pokud mají šlechtitelé rostlin do této technologie investovat, musí mít jistotu, že jejich produkty budou mít odbyt."

Dnešní změny pravidel neumožní "autorizaci" prodeje geneticky upravených potravin. I to se však může změnit. Vláda Spojeného království uvedla, že plánuje dlouhodobější revizi regulace geneticky modifikovaných organismů, v jejímž rámci by mělo dojít k primární legislativní změně definice geneticky modifikovaných organismů tak, aby byly vyňaty plodiny upravené genem - a také hospodářská zvířata - pokud mohly být vyvinuty tradičním šlechtěním. To by se mohlo vztahovat na celé Spojené království. O tom, zda by produkty musely být označeny jako geneticky upravené, se teprve rozhodne.

Vláda může čelit těžkému boji o postoje veřejnosti a není známo, zda se vyrovnají protestům před dvaceti lety, kdy demonstranti potrhali pokusy s geneticky modifikovanými plodinami a odpůrci je označili za "Frankenfoods". Z 6440 odpovědí na novou konzultaci 88 % jednotlivců a 64 % podniků uvedlo, že se domnívají, že geneticky upravené plodiny by měly být i nadále regulovány jako geneticky modifikované organismy.

Co bude dál? "Musí to být malé kroky," říká Harwood. "Bezpečnost potravin je prvořadá."

Potraviny upravené pomocí genových úprav se již prodávají v některých zemích včetně USA a tento měsíc byla v Japonsku uvedena na trh rajčata, která jsou zřejmě první potravinou upravenou pomocí CRISPR, což je novější technika, než jaká se používá u amerických výrobků. EU rovněž zvažuje přehodnocení svého postoje ke geneticky upraveným plodinám a v dubnu zahájila přezkum, v němž označila stávající pravidla za "nevhodná pro daný účel", protože předpisy vznikly před vývojem technologie CRISPR.

Podle Harwooda může být Spojené království nakonec o něco napřed. "Technologie se zatím posunula a předpisy ji musí dohnat." Očekává, že britské základní plodiny, jako jsou obiloviny, pšenice, ječmen, kapustoviny a brambory, budou v budoucnu kandidáty na pěstování geneticky upravených plodin, ale říká, že změny v předpisech znamenají, že je pravděpodobně nebudeme brzy jíst. "Pravděpodobně to bude trvat několik let, než tyto produkty uvidíme na pultech," říká.

Zdroj: New Scientist
zpět

Místo získávání z rostlin můžeme nyní vyrobit catnip pomocí biotechnologie.

Klíčovou složku kočičí máty, zvanou nepetalakton, lze nyní připravit v geneticky upravených kvasinkách. Tato chemická látka je vysoce účinným odpuzovačem hmyzu, ale rostliny šanta kočičí (Nepeta cataria) jí neobsahují tolik, aby byla výroba z nich komerčně životaschopná.

Repelenty proti hmyzu mohou pomoci předcházet závažným onemocněním, jako je malárie, i nepříjemným kousnutím. DEET je celosvětově nejpoužívanějším repelentem proti komárům a často je stále nejúčinnější. U některých populací komárů se však vyvíjí rezistence vůči DEET, a proto je třeba hledat alternativy.

Mnoho studií prokázalo, že nepetalakton je účinným repelentem proti hmyzu, přičemž podle některých je dokonce účinnější než DEET. Přestože se však kočičí tráva v různých formách již dlouho používá jako repelent, masová výroba levné verze není s použitím rostliny možná.

Místo toho Vincent Martin a jeho kolegové z Concordia University v Kanadě přidali do kmene kvasinek osm dalších genů, včetně některých klíčových enzymů z šanty kočičí, a vytvořili tak chemickou cestu pro výrobu nepetalaktonu.

"Ještě musíme zapracovat na zvýšení hladiny," říká Martin. "Nevěřím, že to bude velká překážka."

Hlavní překážkou je, že při tomto procesu vzniká také látka toxická pro kvasinky. Jiné skupiny, které inženýrsky upravují kvasinky k výrobě různých chemických látek, však měly stejný problém a vyřešily ho, říká Martin.

Výzkumníci nyní jednají se společnostmi o získání investic potřebných k dalšímu vývoji kvasinek a komercializaci procesu.

Budou se také muset podívat, zda nepetalakton působí jako kočičí atraktant i jako odpuzovač hmyzu. "Když se budete procházet s touto molekulou na sobě, nebudou vás pronásledovat komáři, ale všechny kočky ze sousedství? Upřímně řečeno, to nevím," říká Martin. "To je určitě něco, co budeme muset prozkoumat."

DEET má však i své nevýhody, včetně toho, že rozpouští některé plasty a může poškodit syntetické oblečení a zařízení, jako jsou hodinky a brýle.

Stále větší počet chemických látek, které bylo dříve možné získat pouze z rostlin, lze nyní připravit v nádržích pomocí geneticky modifikovaných organismů. Jedním z prvních byl antimalarický lék artemisinin.

Zastánci tohoto přístupu tvrdí, že je šetrnější k životnímu prostředí než pěstování velkého množství rostlin jen kvůli získání jedné vzácné chemické látky. "Pokud máme využívat půdu k pěstování, pěstujme raději cenné potraviny než tyto molekuly," říká Martin.

Zdroj: New Scientist
zpět

Injekce "potlačující geny " byla právě schválena pro použití u lidí

Nová metoda se blíží rozhodující hranici vývoje.

Britská Národní zdravotní služba (NHS) schválila novou injekci snižující hladinu cholesterolu, která bude během následujících tří let poskytnuta 300 000 lidí, uvádí se v tiskové zprávě britské agentury.

Zásadní je, že se jedná o první použití nové léčebné metody zvané " utlumení genů" k léčbě běžných onemocnění.

Nový lék na zeslabení vlivu genů se zaměřuje na mRNA a snižuje hladinu cholesterolu.

Nový lék se nazývá inclisiran a bude se podávat dvakrát ročně především pacientům trpícím genetickým onemocněním spojeným s vysokou hladinou cholesterolu, lidem po mozkové mrtvici nebo infarktu nebo těm, kteří mají negativní nebo nedostatečné reakce na léky snižující hladinu cholesterolu, jako jsou statiny. Tento lék se stal předmětem velkého očekávání, a to nejen proto, že má velký potenciál, ale také proto, že využívá novou techniku zvanou " dělení genů". Tato nově vznikající léčebná technika se cíleně zaměřuje na příčiny onemocnění namísto příznaků, které člověk pociťuje při jeho účinku. Funguje to tak, že se vybere konkrétní gen a zastaví se jeho produkce bílkoviny, která je za nemoc zodpovědná.

Až do tohoto nového léku se technologie utlumení genů obvykle používala pouze u vzácných genetických onemocnění, takže připravovaná injekce proti cholesterolu je první svého druhu, která bude léčit lidi na běžnější zdravotní problémy, a to v dosud nevídaném rozsahu. Vědci v současné době například zvažují, jak by utlumení genů mohlo pomoci při léčbě různých dalších zdravotních onemocnění, jako je rakovina nebo Alzheimerova choroba. Nebude to však snadné. Léky na tlumení genů se zaměřují na přesný druh ribonukleové kyseliny (RNA) v lidském těle, známý jako "messenger" RNA (mRNA). RNA má každá buňka ve vašem těle, kde plní klíčovou roli při předávání genetické informace. Kromě toho je mRNA jedním z nejdůležitějších druhů RNA v těle, protože kopíruje a přenáší genetické instrukce a podle instrukcí vyrábí bílkoviny.

Nevirové vektory by mohly být klíčem k opakovaným dávkám útlumu genů

Nový cholesterolový přípravek využívá metody utlumení genů prostřednictvím proteinu známého jako PCSK9, který rozkládá. Tento specifický protein slouží k regulaci cholesterolu v lidském těle, ale vyskytuje se s nadměrnou frekvencí u lidí, kteří mají vysokou hladinu LDL cholesterolu, tedy toho špatného. Zastavením produkce tohoto proteinu se hladina cholesterolu přirozeně sníží. Aby se však vědci mohli zaměřit na tuto mRNA, musí vytvořit syntetickou verzi jiného typu RNA, známou jako interferující RNA (siRNA). Jedná se o vysoce lokalizované rozpětí RNA, které umožňuje přesné zacílení na jednotlivé mRNA. A v případě nového léku byla siRNA ukována tak, aby cílila na mRNA známou tím, že nese instrukce určené pro protein PCSK9.

Pak se naváže na cílovou mRNA a tyto instrukce vymaže, čímž podstatně sníží množství produkovaných bílkovin. Obvykle se genová terapie používá prostřednictvím specifických virových vektorů, což jsou virům podobné nosiče schopné přenášet geny do buněk stejně jako virus. V současné době se virové vektory používají při léčbě genetické slepoty, genetických poruch krve a spinální svalové atrofie. Tyto terapie jsou vysoce účinné při první léčbě, ale v případě negativních imunitních reakcí by mohlo být nemožné dodat stejnou metodou druhou dávku. Jsou také drahé, a proto vědci zkoumají také genové terapie s nevirovým vektorem, které využívají nanočástice schopné uchránit léčivo před rozkladem v krvi a uložit ho pro cílové místo, například v játrech. Tyto techniky utlumení genů jsou sice slibné, ale prozatím se musí v připravovaných studiích prokázat jejich účinnost, než budou moci být použity v ještě širším měřítku.

Zdroj: New Scientist
zpět

Španělská rodina po letech odhalila záměnu novorozenců. Dívka chce 76 milionů

Nemocnice v severošpanělském Logroňu v roce 2002 zaměnila dvě novorozené holčičky. Že vyrůstá ve špatné rodině, zjistila jedna z dívek až v dospívání, když podstoupila test DNA. Po španělském ministerstvu zdravotnictví teď požaduje za újmu odškodné tři miliony eur (přes 76 milionů korun). Na případ upozornil místní list La Rioja.

„Šlo o lidské selhání a nepodařilo se nám zjistit, kdo je vinen,” uvedla v reakci na článek šéfka severošpanělského regionu La Rioja Sara Albaová. „Tehdejší systémy byly jiné a nebyly tak digitalizované jako dnes,” dodala Albaová a ujistila, že k podobné chybě v současnosti už dojít nemůže.

Holčičky se narodily pět hodin po sobě v dnes již neexistující nemocnici a obě byly kvůli podváze umístěny do inkubátorů. Tam s největší pravděpodobností došlo k záměně.

Dnes 19letou dívku, která jako první zjistila, že nepatří ani jednomu ze svých rodičů, vychovávala její babička. V roce 2017 se její domnělá biologická matka soudila s otcem kvůli péči a spor vyústil v test DNA, který ukázal, že muž není dívčin otec. Další analýza ale ukázala, že geneticky spřízněna s ní není ani matka. Dívka proto ve stejném roce vyhledala pomoc právníků, popisuje La Rioja.

Případ záměny novorozenců zažila v roce 2007 i Česká republika. Tehdy policie začala vyšetřovat případ záměny dvou holčiček v třebíčské porodnici, na kterou se přišlo až téměř po roce.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Prvotní Američané byli zdatní inženýři. Jejich mohyly ukrývaly překvapení

Pozoruhodné hliněné mohyly, dochované v Poverty Point v severní Louisianě, nejenže dokazují až inženýrskou vyspělost jedné z prvních zaznamenaných civilizací obývajících severoamerický kontinent, ale naznačují, že prehistoričtí domorodci ovládali mísení různých druhů hlíny na úrovni, jaké nedosahují ani dnešní technologie. Jejich stavby tak přežily tisíce let. Upozorňuje na to nový vědecký výzkum.

Poverty Point je archeologická lokalita nedaleko obce Epps v americkém státě Louisiana, kterou již v roce 1700 před naším letopočtem obývala komunita domorodých obyvatel severoamerického kontinentu, jež se zřejmě vyznačovala mimořádnými stavitelskými schopnostmi.

Hliněné stavby, které přetrvaly tisíce let

Podle nové studie, publikované v Southeastern Archaeology, dokázali tito příslušníci dávné předkolumbovské civilizace vybudovat během několika týdnů až měsíců mohutné hliněné stavby schopné přetrvat věky, přičemž jejich pevnost a stabilita nebyla zřejmě náhodná. "Ti lidé velmi dobře věděli, co dělají," prohlašují vědci.

Poverty Point se těší vědeckému zájmu již řadu let. Jde o lokalitu skládající se z uměle vytvořených pásů uspořádaných v šesti řadách do půlkruhu kolem centrálního prostranství, v jejichž okolí se nacházejí prehistorické mohyly, jež na sebe berou při pohledu z výšky tvary různých zvířat či ptáků. Jde o největší severoamerickou stavbu z takzvaného archaického období.

Podle nové studie přitom tyto mohyly nepředstavovaly nijak snadný stavební projekt. "Jednou z nejpozoruhodnějších věcí je, že tyto hliněné objekty drží pohromadě i více než 3000 let po svém vzniku, a to bez jakéhokoli většího propadu, slehnutí nebo eroze," uvedl podle serveru Science Alert archeolog a hlavní autor nové studie Tristram Kidder z Washingtonské univerzity ve městě St. Louis v americkém státě Missouri.

"Pro srovnání, moderní mosty, dálnice i přehrady selhávají s velkou pravidelností. Stavět z hlíny a zeminy je složitější, než byste si mysleli. Museli to být opravdu neuvěřitelní inženýři s velmi propracovanými technickými znalostmi," dodává Kidder.

Předkolumbovští obyvatelé Ameriky stavěli rychle

Klíčovým zjištěním nového výzkumu přitom je to, že mohyly byly postaveny neobvykle rychle. Vědci to zjistili pomocí technik zahrnujících radiokarbonové datování, magnetická měření a mikroskopickou analýzu půdy. Všechny tyto analýzy ukázaly, že mohyly v Poverty Point vznikly ve výjimečně krátkém časovém rámci.

Podle nové studie to potvrdilo také vrstvení půdy používané pro stavbu. Mezi jednotlivými vrstvami hliněných valů se neobjevila téměř žádná známka zvětrávání, což znamená, že žádná z nich nebyla po delší dobu vystavena působení přírodních živlů - musely být tedy velmi rychle navršeny na sebe.

Pozoruhodné však je zejména to, že tyto valy a mohyly stále stojí, a to navzdory tomu, že oblast Mexického zálivu, kde se Poverty Point nachází, je už po tisíce let vystavována značnému množství dešťových srážek. Podle vědců tomu tak je nejspíše proto, že domorodí Američané chytře zkombinovali různé druhy hlíny a zeminy (včetně jílů, bahna a písku), aby z nich vytvořili pojivo, které se ve zkoušce času ukázalo jako téměř nezničitelné.

Domorodí Američané přitom nejsou jediným etnikem na světě, které již ve starověku dokázalo stavět z trvanlivějšího materiálu, než jaký jsme schopni vyrobit za pomoci nejmodernějších technologií. Například beton z dob starého Říma se vyznačuje tím, že s postupem věků stále více tvrdne a zpevňuje se, zatímco moderní beton v čase zvětrává (příčinou je podle staršího vědeckého objevu z roku 2017 skutečnost, že staří Římané uměli unikátním způsobem smíchat vulkanický popel, vápenec, mořskou vodu a drť z vyvřelých hornin - mořská voda totiž v cementu reagovala s vulkanickou horninou a vytvářela další minerály, jež beton zpevňovaly).

Rovněž starověká čínská etnika uměla vytvářet hliněná obydlí, jež se dochovala i přes propast tisíců let. "Podobně jako staří Římané a Číňané objevili zřejmě i domorodí Američané důmyslné způsoby míchání různých druhů materiálů, aby byly prakticky nezničitelné, a to i přesto, že nebyly zhutňovány. Prostě existuje nějaké kouzlo, na které naši dnešní inženýři ještě nepřišli," říká Kidder.

Tuhle práci musel někdo řídit

Komunity lovců a sběračů, o nichž se předpokládá, že obývaly v předmoderní době severoamerický kontinent, nebyly považovány za politicky vyspělé, ale podle Kiddera a jeho kolegů svědčí stavby v Poverty Point o tom, že musely ovládat dělbu práce, mít lidi ve vedoucích pracovních pozicích a také velký pracovní prostor.

Má se přitom za to, že tito lidé ještě neuměli používat moderní nástroje ani zdomácnělá zvířata, natož kolové povozy, jimiž by sváželi hlínu na místo. Jakým způsobem ji tedy vyhloubili a jak ji dopravili k budoucí stavbě, je zatím otázka.

Podle Kiddera mohlo místo v oblasti dnešní lokality Poverty Point představovat důležitou zastávku náboženských poutí. Opuštěno bylo asi před 3200 až 3000 lety, pravděpodobně v důsledku klimatických změn a záplav. Vytvořené stavby však na něm zůstaly a pdodle vědců si právem zaslouží pozornost nejen pro svou působivost, ale i pro schopnosti a dovednosti jejich stavitelů.

"Výzkumníci i dnešní lidé jako celek mají sklon domorodé lidi podceňovat. Ukazuje se, že jejich schopnost stavět a stavět rychle tak, jak oni uměli, si zaslouží mnohem větší pozornost," uzavírá vědec.

Zdroj: web
zpět

Léčba rakoviny pomocí mRNA se nyní zkouší na lidech poté, co dokázala zmenšit nádory u myší

Léčba rakoviny, která využívá mRNA k imunitnímu útoku na rakovinné buňky, dokáže zcela redukovat nádory u myší a nyní se testuje na lidech.

Messenger RNA - neboli mRNA - jsou molekuly, které dávají buňkám pokyny k tvorbě proteinů. Proslavily se rozšířením mRNA vakcín proti nemoci covid-19.

Německá společnost BioNTech, která vyvinula vakcínu Pfizer mRNA covid-19, nyní testuje, zda lze mRNA použít k léčbě rakoviny tím, že stimuluje buňky k produkci proteinů bojujících proti nádorům.

Společnost vytvořila směs čtyř mRNA, které dávají buňkám pokyn k produkci čtyř proteinů zvaných cytokiny, které jsou přirozeně uvolňovány imunitními buňkami k útoku na rakovinné buňky.

Když tyto mRNA vstříkli přímo do melanomů u 20 myší, imunitní buňky v nádorech začaly produkovat velké množství požadovaných cytokinů. To vyvolalo imunitní reakci, která způsobila, že kožní nádory u všech myší až na jednu zcela zmizely za méně než 40 dní.

V dalším experimentu byly směsí mRNA ošetřeny myši, které měly melanomy i nádory plic. MRNA byly vpraveny pouze do melanomů, ale potlačily i růst plicních nádorů. Důvodem může být to, že imunitní buňky aktivované mRNA byly schopny migrovat ke vzdáleným nádorům, říká Timothy Wagenaar z farmaceutické společnosti Sanofi, která je partnerem společnosti BioNTech při vývoji léčby.

Myši nevykazovaly žádné vedlejší účinky a během léčby neztrácely na váze.

Po těchto slibných výsledcích nyní společnosti BioNTech a Sanofi testují bezpečnost směsi mRNA u 231 lidí s pokročilým melanomem, rakovinou prsu a dalšími solidními nádory. Na výročním zasedání Společnosti pro imunoterapii rakoviny v listopadu 2020 představily předběžné výsledky prvních 17 pacientů, které ukázaly, že neměli žádné závažné vedlejší účinky. Budoucí studie budou testovat, jak účinně terapie funguje.

Prozatím je léčba použitelná pouze u nádorů, které se nacházejí v blízkosti povrchu těla, protože mRNA musí být vstříknuta přímo do nádorů. V budoucnu by však mohlo být možné použít ultrazvuk nebo jiné zobrazovací techniky k vedení injekcí do hlubších nádorů, říká Wagenaar.

Zdroj: New Scientist
zpět

Lidé se do Arábie dostali nejméně v pěti vlnách díky vlhčímu podnebí

Dávní lidé se v průběhu posledních 400 000 let opakovaně dostávali na Arabský poloostrov z Afriky. Podle nové studie je jediná archeologická lokalita v Saúdské Arábii dokladem pěti různých osídlení.

Druhá studie naznačuje, že každá migrace z Afriky byla umožněna posunem k vlhčímu klimatu, čímž vznikly zelené koridory. Simulovala změny klimatu v regionu za posledních 300 000 let a zjistila, že existovalo několik období, kdy byly podmínky pro přesun lidí z Afriky do Asie ideální.

"To jen potvrzuje, jak úzce byly rané lidské migrace spojeny se změnami klimatu," říká Huw Groucutt z Institutu Maxe Plancka pro chemickou ekologii v německé Jeně.

Groucutt a jeho kolegové vykopali lokalitu nazvanou Khall Amayshan-4 v poušti Nefud v dnešní severní Saúdské Arábii. V jediné prohlubni mezi písečnými dunami našel tým zachovalé pozůstatky několika jezer, která vznikla v období vlhčího klimatu a poté vyschla.

"Jednalo se o opravdu výjimečnou lokalitu," říká spoluautor Paul Breeze z King's College London. Tým také znovu prozkoumal nedalekou lokalitu Jubbah.

Jezera v Khall Amayshan-4 existovala přibližně před 400 000, 300 000, 200 000, 130 000-75 000 a 55 000 lety. Ve všech případech tým nalezl kamenné artefakty zanechané homininy. Žádné dva soubory však nebyly stejné. Dva nejstarší obsahovaly převážně ruční sekery, ale různých vzorů. Ve třech novějších se nacházely kamenné šupinové nástroje, které jsou dokladem poměrně složité výroby nástrojů, ale jejich vzory se opět výrazně lišily. Tým tvrdí, že každá skupina artefaktů představuje samostatnou migraci do oblasti, a to jinou skupinou - a možná i jiným druhem.

Nejnovější obsazení, asi před 55 000 lety, spadá do doby, kdy náš druh (Homo sapiens) expandoval z Afriky do Evropy a Asie, a dokonce i do Austrálie. K tomu došlo před 80 000 až 40 000 lety, říká spoluautorka Eleanor Scerriová z Institutu Maxe Plancka pro vědu o historii lidstva v německé Jeně. Lidé v Khall Amayshan-4 před 55 000 lety mohli být součástí této diaspory, říká.

Není však jisté, kdo byli jeho obyvatelé, protože nebyly nalezeny žádné kosti homininů. Okupace před 400 000 lety se odehrála ještě před vývojem H. sapiens. Některé soubory mohou představovat africké homininy stěhující se na Arabský poloostrov, ale některé artefakty vypadají jako neandertálské - což naznačuje, že neandertálci přišli z Eurasie, říká Groucutt.

Dočasná jezera vznikla, když se arabské klima dočasně stalo vlhčím, takže mezi písečnými dunami tekly řeky a rostla bujná vegetace. Ve druhé studii zveřejněné minulý týden tým vedený Andreou Manicou z univerzity v Cambridge simuloval klima Arabského poloostrova a severovýchodní Afriky za posledních 300 000 let, aby zjistil, kdy byly nejlepší podmínky pro migraci homininů z Afriky do Asie.

Manica říká, že jeho tým použil "dva přístupy", které "nám nakonec daly v podstatě stejnou odpověď". První se ptal, kolik srážek lidé potřebují k přežití. "Když se podíváte na rozmístění míst, kde se lovci a sběrači právě nacházejí, zjistíte, že pod 100-90 milimetry srážek za rok zcela mizí," říká. Stejně tak v oblastech s méně než 100 milimetry srážek bývá velmi málo pastevních zvířat, na jejichž potravu lovci-sběrači spoléhají.

Tým vytvořil mapy srážek v různých obdobích posledních 300 000 let a hledal období, kdy existovaly souvislé koridory deštivého podnebí, do kterých mohli lidé expandovat a dostat se tak do Asie. Simulace identifikovaly několik oken, kdy bylo klima vhodné pro expanzi lidských populací z Afriky do Asie.

Tato okna se do značné míry shodovala s osídlením nalezeným v Khall Amayshan-4. "Jejich epizody se pozoruhodně shodují s našimi," říká Manica. Například oblasti Nilu a Sinaje byly obyvatelné v období před 246 000 až 200 000 lety - v souladu s obsazením Arabského poloostrova zhruba před 200 000 lety. Tato oblast se znovu otevřela mezi 130 000 a 96 000 lety, což potenciálně vysvětluje okupaci před 130 000-75 000 lety.

Arabský poloostrov byl podle Scerriho osídlen jen občas, na rozdíl od jiných oblastí s příznivějším klimatem. To může znamenat, že se jednalo o hranici, kde se občas mohly setkávat různé skupiny homininů.

Podle Groucutta to naznačuje, že se lidé a neandrtálci mohli v Arábii křížit. Dnes v sobě každý, jehož předci jsou převážně neafričtí, nese nějakou neandertálskou DNA. To naznačuje, že se obě skupiny setkaly krátce po zahájení mimoafrické expanze. Kde přesně, není jisté. Díky Khall Amayshan-4, říká Groucutt, je nyní Arábie místem, kde máme nástroje neandertálského typu a nástroje lidského typu velmi blízko v čase, což naznačuje, že oba druhy tam byly v podobné době, a mohly se tak křížit.

Obě studie mají také důsledky pro trasu, kterou se hominini vydali při přesunu z Afriky do Asie. Dvěma hlavními možnostmi jsou severní trasa přes Nil a Sinaj a jižní trasa přes průliv Bab-el-Mandeb: nejužší místo Rudého moře mezi Afrikou a Arabským poloostrovem. Manicův tým se zabýval oběma. "Zjistili jsme, že poměrně často jsou k dispozici obě," říká.

Podle Groucutta nález vícenásobného osídlení v severozápadní Arábii "poměrně silně podporuje severní cestu".

Manica tvrdí, že obě trasy mohly být využívány v různých dobách. "Neexistuje žádný důvod, proč by se pokaždé používala stejná trasa," říká. Podle jeho simulací byla severní trasa zhruba před 60 000 lety "poměrně náročná", zatímco jižní trasa byla ideální. Jednou z možností je, že lidé při dřívějších migracích používali severní trasu, ale před 60 000 lety si vyvinuli čluny nebo vory a mohli používat jižní trasu. Manica poukazuje na to, že moderní lidé dosáhli Austrálie nejméně před 50 000 lety, což vyžaduje překonání moře mnohem náročnější než průliv Bab-el-Mandeb.

Pro Manicu je nepochopitelné, proč lidem trvalo tak dlouho, než úspěšně expandovali z Afriky, když jim to klima opakovaně umožňovalo. Dřívější vlhká období byla ve skutečnosti lepší než ta před zhruba 60 000 lety. "Vyšli v období, které bylo v pořádku, ale nebylo to ideální období," říká.

Ať už úspěšnou závěrečnou migraci umožnilo cokoli, nebylo to klima, říká Manica. Je možné, že euroasijští hominini jako neandertálci a denisované byli na ústupu, a proto zde byla menší konkurence - ale to jen vyvolává otázku, proč byli na ústupu.

Zdroj: New Scientist
zpět

7200 let stará DNA naznačuje křížení Denisovanů s lidmi na Sulawesi

Poprvé se podařilo získat DNA z kostí člověka z doby kamenné, který žil na indonéském ostrově Sulawesi. Genetické informace vrhají světlo na prehistorii ostrovů jihovýchodní Asie - včetně toho, co se stalo, když se do této oblasti poprvé dostal náš druh Homo sapiens.

Sulawesi je jedním z největších ostrovů jihovýchodní Asie, oblasti mezi asijskou pevninou a Austrálií. Na jižním poloostrově ostrova vykopali vědci jeskyni zvanou Leang Panninge. V ní byly nalezeny pohřbené ostatky mladé ženy. Bylo jí asi 17 let, když zemřela, tedy asi před 7200 lety.

Žena patřila ke kultuře lovců a sběračů z doby kamenné, kterou archeologové znají pod názvem Toalové. "Vytvořili tuto velmi osobitou kulturu s velmi sofistikovanými typy kamenných nástrojů, těmito krásnými malými hroty šípů se zoubky po okrajích," říká Adam Brumm z Griffithovy univerzity v Austrálii.

Jediné doklady o těchto lidech pocházejí z jižního poloostrova Sulawesi z období před asi 8000 až 1500 lety. "Jedná se o první kosterní pozůstatky toaleánské ženy," říká Brumm. On a jeho kolegové poslali jednu kost na extrakci DNA. Neočekávali, že by něco získali, protože na Sulawesi panuje horké a vlhké klima, které DNA rychle degraduje. K jejich překvapení však kost DNA skutečně poskytla - i když značně poškozenou. "Asi jsme měli štěstí," říká Brumm.

DNA ženy se nejvíce podobala DNA současných australských domorodců a Papuánců. Nejjednodušší vysvětlení je, že pochází z první vlny moderních lidí, kteří se na ostrovy jihovýchodní Asie dostali z asijské pevniny před více než 50 000 lety. Někteří z těchto lidí se dostali až do Austrálie nebo na Papuu-Novou Guineu, ale jiní se usadili na místech, jako je Sulawesi - a nakonec dali vzniknout skupinám, jako jsou Toaleané.

DNA toalské ženy se dokonale neshoduje s žádnou známou moderní populací, takže se zdá, že Toalané "nezanechali žádné potomky, pokud můžeme říci", říká Brumm. Dodává však, že genetických údajů o lidech ze Sulawesi je stále málo, takže je možné, že potomci Toaleánců prostě nebyli identifikováni.

Asi 2,2 procenta DNA ženy pochází od Denisovanů: záhadné lidské skupiny známé z několika lokalit v Asii, která se křížila s moderními lidmi. "Nyní je možné, že právě na Sulawesi se náš druh setkal s Denisovany a křížil se s nimi," říká Brumm.

Tato možnost byla naznačena již dříve, protože denisovanská DNA se vyskytuje zejména u lidí z Papuy-Nové Guineje a Filipín.

Zdroj: New Scientist
zpět

7200 let stará DNA naznačuje spojení Denisovanů s lidmi na Sulawesi

Poprvé se podařilo získat DNA z kostí člověka z doby kamenné, který žil na indonéském ostrově Sulawesi. Genetické informace vrhají světlo na prehistorii ostrovů jihovýchodní Asie - včetně toho, co se stalo, když se do této oblasti poprvé dostal náš druh Homo sapiens.

Sulawesi je jedním z největších ostrovů jihovýchodní Asie, oblasti mezi asijskou pevninou a Austrálií. Na jižním poloostrově ostrova vykopali vědci jeskyni zvanou Leang Panninge. V ní našli pohřbené ostatky mladé ženy. Bylo jí asi 17 let, když zemřela, tedy asi před 7200 lety.

Žena patřila ke kultuře lovců a sběračů z doby kamenné, kterou archeologové znají pod názvem Toalové. "Vytvořili tuto velmi osobitou kulturu s velmi sofistikovanými typy kamenných nástrojů, těmito krásnými malými hroty šípů se zoubky po okrajích," říká Adam Brumm z Griffithovy univerzity v Austrálii.

Jediné doklady o těchto lidech pocházejí z jižního poloostrova Sulawesi z období před asi 8000 až 1500 lety. "Jedná se o první kosterní pozůstatky toaleánské ženy," říká Brumm. On a jeho kolegové poslali jednu kost na extrakci DNA. Neočekávali, že by něco získali, protože na Sulawesi panuje horké a vlhké klima, které DNA rychle degraduje. K jejich překvapení však kost DNA skutečně poskytla - i když značně degradovanou. "Asi jsme měli štěstí," říká Brumm.

DNA ženy se nejvíce podobala DNA současných australských domorodců a Papuánců. Nejjednodušší vysvětlení je, že pochází z první vlny moderních lidí, kteří se na ostrovy jihovýchodní Asie dostali z asijské pevniny před více než 50 000 lety. Někteří z těchto lidí se dostali až do Austrálie nebo na Papuu-Novou Guineu, ale jiní se usadili na místech, jako je Sulawesi - a nakonec dali vzniknout skupinám, jako jsou Toaleané.

DNA toalské ženy se neodpovídá žádné známé moderní populaci, takže se zdá, že Toalané "nezanechali žádné potomky, pokud můžeme říci", říká Brumm. Dodává však, že genetických údajů o lidech ze Sulawesi je stále málo, takže je možné, že potomci Toaleánců prostě nebyli identifikováni.

Asi 2,2 procenta DNA ženy pochází od Denisovanů: záhadné lidské skupiny známé z několika lokalit v Asii, která se křížila s moderními lidmi. "Nyní je možné, že právě na Sulawesi se náš druh setkal s Denisovany a křížil se s nimi," říká Brumm.

Tato možnost byla naznačena již dříve, protože denisovanská DNA se vyskytuje zejména u lidí z Papuy-Nové Guineje a Filipín.

Zdroj: New Scientist
zpět

Uměle oploštělá buňka je stále schopna rychlého vývoje

Umělá "minimální buňka", z níž byly odstraněny všechny geny kromě těch nejnutnějších, se může vyvíjet stejně rychle jako normální buňka. Toto zjištění ukazuje, že organismy se mohou rychle přizpůsobit i s nepřirozeným genomem, který poskytuje jen minimální flexibilitu.

"Zdá se, že v životě je něco opravdu silného," říká Jay T. Lennon z Indiana University v Bloomingtonu. "Můžeme ho osekat jen na to nejnutnější," říká, ale to nebrání evoluci, aby se dala do práce.

Lennon a jeho tým studovali bakterii Mycoplasma mycoides, parazita, který žije ve střevech zvířat, jako jsou krávy. Protože většinu živin získává od svého hostitele, M. mycoides přirozeně ztratila mnoho genů.

V roce 2016 vědci pod vedením Craiga Ventera z Institutu J. Craiga Ventera v Kalifornii oznámili, že genom bakterie čítající 901 genů zbavili ještě více, a to na pouhých 493 genů. Výsledný syntetický organismus, M. mycoides JCVI-syn3B, má "minimální genom", nejmenší ze všech známých volně žijících organismů.

M. mycoides JCVI-syn3B může normálně růst a dělit se, ale Lennona zajímalo, co se s ním stane z dlouhodobého hlediska. Druhy se musí měnit, aby přežily, ale zdálo se pravděpodobné, že minimální buňka bude mít problémy s vývojem.

"Každý gen v jejím genomu je nezbytný," říká Lennon. "Buňka má nulový stupeň volnosti." V důsledku toho by se očekávalo, že všechny mutace, které vzniknou, budou škodlivé.

Lennonův tým začal tím, že zjistil, že minimální buňka může přesto mutovat. Činí tak v takové míře, že i při malé velikosti populace pouhých 10 milionů by každé jednotlivé genetické "písmeno" mělo během 2000 generací zmutovat více než 250krát.

Tým poté kultivoval M. mycoides JCVI-syn3B v laboratoři a nechal je 300 dní volně se vyvíjet.

Poté tým uspořádal několik soutěží "head-to-head". V některých experimentech se minimální buňky, které se vyvíjely 300 dní, postavily proti původním, nezminimalizovaným buňkám M. mycoides. V jiných se neminimální buňky utkaly s minimálními buňkami, které se 300 dní nevyvíjely.

Ve všech soutěžích tým umístil stejné množství hodnocených linií do nádoby a pozoroval, která z nich se stala rozšířenější, což bylo známkou toho, která z nich se lépe přizpůsobila svému prostředí.

Nevyvinutá minimální bakterie byla "opravdu nezdravá", říká Lennon, a byla snadno překonána neminimální verzí. Verze, která se vyvíjela 300 dní, si však vedla mnohem lépe a získala zpět 80 % ztracené kondice (bioRxiv, doi.org/grck).

Zásadní je, že tým identifikoval geny, které se během těchto evolučních soutěží měnily nejvíce, říká Zan Luthey-Schulten z University of Illinois v Urbana-Champaign, která se na studii nepodílela. Některé z nich mají neznámé funkce. "Musíte se jít zeptat sami sebe: 'Co ta věc dělá?'" říká.

Zdroj: New Scientist
zpět

Genom sklípkana pomáhá vysvětlit, jak pavoukovci získali úchopové nohy

Některým pavoukům rostou dlouhé nohy, které se omotávají a chytají jako opičí ocas - a genetická studie pomohla zjistit, jak se vyvíjejí.

Sklípkani neboli tatíci dlouhonozí jsou pavoukovci, ale nejsou to pavouci: místo toho patří do blízce příbuzné skupiny zvané Opiliones. Mají osm neobyčejně dlouhých nohou, které mohou měřit až 28násobek délky jejich těla, a jejich špičky mohou ohýbat tak, aby se ovinuly a uchopily předměty.

Ve skutečnosti však mají sklípkani - stejně jako pavouci, klíšťata a štíři - celkem 12 končetinových přívěsků. Ze čtyř na konci hlavy se vyvinou krátké čelisti nebo kleště, případně krátké končetiny zvané pedipalpy, které jsou u pavoukovců jedinečné a často umožňují rozpoznávat chutě.

Guilherme Gainett z University of Wisconsin-Madison a jeho kolegové, fascinováni tím, jak se tyto přívěsky vyvíjejí odlišně, se spojili s odborníky na genom ze Smithsonian Institution ve Washingtonu DC, aby vypracovali sekvenci genomu laboratorně odchovaného sklípkana (Phalangium opilio).

Poté, co identifikovali tři geny, o nichž se domnívali, že by mohly ovlivňovat vývoj nohou zvířete, vytvořili desítky embryí harvestmanů s různými kombinacemi modifikovaných způsobů exprese těchto genů.

U některých kombajnů se vyvinuly deformované nohy, které se více podobaly prvním čtyřem končetinám, říká Gainett. A když tým zasáhl do specifických genetických drah, nohy postrádaly druh segmentace - podobný kloubům u obratlovců -, který harvestmenům normálně umožňuje kroutit nohy kolem předmětů.

"Ukázali jsme... jak kombinace těchto genů vytvářejí v embryu plán, podle kterého se rozlišuje, co bude noha, která se používá k chůzi, a co bude pedipalp, který se může používat k manipulaci s potravou a k hodnocení okolí," říká Gainett.

Na rozdíl od většiny ostatních pavoukovců se sklípkani během své evoluce změnili jen málo a architektura jejich genomu se může poměrně hodně podobat architektuře nejstarších pavoukovců, kteří žili před více než 400 miliony let. To z nich dělá ideální model pro studium genetiky pavoukovců, říká členka výzkumného týmu Vanessa Gonzálezová ze Smithsonian Institution.

Zdroj: New Scientist
zpět

Fosilie hub naznačují, že živočichové existovali již před 890 miliony let

Ke vzniku živočichů mohlo dojít o 350 milionů let dříve, než se předpokládalo. V horninách starých 890 milionů let byly nalezeny fosilie, které se zdají být houbami, jedněmi z prvních živočichů, kteří se vyvinuli.

"Na první pohled se zdá, že jde o velmi radikální studii," říká Elizabeth Turnerová z Laurentian University v kanadském Sudbury, která objev učinila. Podle ní však nalezené zkameněliny odpovídají jiným důkazům.

Živočichové jsou většinou mnohobuněčné organismy, jejichž tělo se skládá z odlišných tkání, a na rozdíl od rostlin musí přijímat potravu, aby přežili. Dlouhá léta byly nejstarší známé zkameněliny živočichů z období kambria, které začalo před 541 miliony let. V posledních letech však byly některé fosilie z dřívějšího období ediakaru (před 635 až 541 miliony let) identifikovány jako živočichové. Existují také 660 milionů let staré chemické stopy, které mohou pocházet z hub.

Dávné houby

Turner studoval horniny ze severozápadní Kanady, které obsahovaly zachovalé zbytky útesů z doby před 890 miliony let, z období tonianu. Tyto útesy nebyly tvořeny korály jako moderní útesy, protože ty tehdy ještě neexistovaly. Místo toho je vytvářely fotosyntetické bakterie žijící v mělkých mořích. Útesy, známé jako stromatolity, byly široké mnoho kilometrů a dosahovaly výšky stovek metrů nad mořské dno. "Jsou to velkolepé útesy," říká Turner.

Uvnitř hornin Turner našel zachovalé zbytky sítě vláken, která se větvila a spojovala do složité sítě. Podle ní se jedná o pozůstatky hub, ale "ne o normální zkameněliny".

Těla moderních hub obsahují síť z bílkoviny zvané spongin, která tvoří měkkou kostru. Turnerova práce naznačuje, že když dávné houby zemřely, jejich měkké tkáně se mineralizovaly, ale tvrdý spongin nikoli. Nakonec se však rozpadl a zanechal v hornině duté trubice, které se později vyplnily krystaly kalcitu. Tyto sítě kalcitu (na obrázku výše) pak Turner našel - a způsob, jakým se síť větvila, vypadal stejně jako spongin (na obrázku níže).

Podobné fosilie z pozdějších období byly přesvědčivě identifikovány jako houby, říká Joachim Reitner z univerzity v německém Göttingenu, který studoval dochované houby. "Neznáme žádné jiné organismy, které by tímto způsobem vytvářely tento typ sítě."

"Mně osobně to přišlo docela přesvědčivé," říká Amelia Pennyová z University of St Andrews ve Velké Británii.

Raný původ

Pokud houby existovaly před 890 miliony let, pak ke vzniku živočichů muselo dojít mnohem dříve, než naznačovaly předchozí fosilie. Studie "molekulárních hodin", které využívají moderní DNA k odhadu, kdy došlo ke klíčovým bodům evoluce, naznačily, že živočichové vznikli dávno před nejstaršími fosiliemi. Tento přístup je však často považován za méně spolehlivý, pokud nejsou k dispozici žádné fosilie, které by molekulární hodiny kalibrovaly. Turnerovo zjištění "vrací fosilní záznamy do souladu s odhady molekulárních hodin", říká Penny.

Dřívější vznik živočichů však mění dva klíčové aspekty jejich historie na Zemi. Zaprvé, dokud se před 800 až 540 miliony let nezvýšila hladina kyslíku ve vzduchu, bylo ho málo. Předpokládá se, že tento nárůst kyslíku umožnil evoluci živočichů, ale pokud živočichové existovali již před 890 miliony let, naznačuje to, že první a nejjednodušší živočichové mohli přežít i s malým množstvím kyslíku, říká Turner. V souladu s tím Reitner říká, že mnoho moderních hub dokáže tolerovat podmínky s nízkým obsahem kyslíku.

Za druhé, většina planety zamrzla v období před 720 až 635 miliony let a stala se "sněhovou koulí Země". "Dříve se mělo za to, že to jsou skutečně katastrofické události pro život na Zemi, rozhodně pro mnohobuněčný život," říká Penny. Zdá se však, že přinejmenším houby zalednění přežily.

"Nevyhladily všechny dosavadní produkty biologické evoluce a život nemusel začínat znovu, protože věci, které jsem identifikoval, jsou v podstatě identické s fosiliemi hub [z mnohem pozdější doby]," říká Turner.

Houby versus hřebenatky

A konečně je tu otázka, které skupiny živočichů se objevily jako první. Paleontologové obecně předpokládali, že první byly houby, ale v posledním desetiletí některé genetické studie naznačují, že hřebenatky - které na první pohled vypadají jako medúzy - jim ve skutečnosti předcházely. Debata stále pokračuje: Penny by pouze řekl, že nález prvních hub neznamená, že velmi brzy neexistovaly také hřebenatky, protože tito měkkotělí živočichové se zachovávají jen zřídka.

Zdroj: New Scientist
zpět

První složitější buňka mohla mít místo jednoho jádra desítky jader.

Možná jsme si našeho nejvzdálenějšího předka představovali špatně. První složitá buňka byla možná větší a vnitřně složitější, než se předpokládalo - a to jí možná pomohlo přežít.

Před více než miliardou let vznikla evolucí první složitá buňka. Často si ji představujeme jako amébu nebo bílou krvinku: zhruba kulovitou kapku s jediným balíčkem DNA v jádru.

Nová studie však tvrdí, že to není pravda. Místo toho tvrdí, že první složitá buňka byla mnohem větší a neměla jen jeden balíček DNA: měla jich několik, možná desítky. Podle vědců jí více kopií genů pomohlo přežít a přizpůsobit se.

"Je to opravdu zajímavá nová myšlenka," říká Emmanuelle Javauxová z Univerzity v Liège v Belgii, která se na studii nepodílela. Většinu výzkumníků podle ní nikdy ani nenapadlo ptát se na počet zásob DNA.

Buňky jsou nedílnou součástí života. Jsou to bublinovité schránky, které obsahují DNA, bílkoviny a další životně důležité molekuly. Většina živých buněk má poměrně jednoduchou vnitřní strukturu a řadí se do jedné ze dvou skupin: bakterie a archea. Některé - skupina zvaná eukaryota - však mají větší a složitější buňky. Eukaryotická buňka má centrální jádro, kde je uložena DNA, a tělíska ve tvaru klobásy zvaná mitochondrie, která ji zásobují energií.

Všichni živočichové, rostliny a houby jsou eukaryota, a proto je událost, která stála u zrodu eukaryot, klíčová pro pochopení evoluce složitého života. Jedná se o hluboce záhadnou událost, ale víme, že šlo o jakési spojení archeální buňky a bakterie, při kterém se z bakterie stala první mitochondrie.

Výsledkem bylo obrovské zvýšení energie pro hostitelskou buňku, ale také spousta nových problémů. První eukaryota měla v podstatě dvě sady genů - jednu archeální a jednu bakteriální - a ty se mohly navzájem narušovat. Riziko smrtelných mutací muselo být vysoké.

V posledních pěti letech Sriram Garg a William Martin z Düsseldorfské univerzity v Německu navrhli jeden ze způsobů, jak se s tím první eukaryota mohla vypořádat. Řešením podle nich bylo zvětšení buňky a umístění více jader. "Mluvíme o hostitelské buňce, která se nedělí, ale jádro se nadále dělí," říká Garg.

Více jader by prvním eukaryotům poskytlo nárazník. Pokud by došlo k poškození jedné kopie genu, jiné jádro by stále mělo funkční verzi. Díky tomu by buňka mohla sama zažít výhody genetické mutace bez nevýhod. Nejenže by bylo méně pravděpodobné, že smrtelná genetická mutace eukaryota zabije, ale se všemi těmi jádry by byla větší šance, že daný gen v jednom jádře zmutuje do podoby, která výrazně zlepší schopnost eukaryota přežít ve svém prostředí.

"Umožňuje větší flexibilitu a genetickou rozmanitost," souhlasí Javaux.

Nyní má Garg důkazy. Vícejaderné buňky jsou mezi eukaryoty velmi rozšířené: jsou velmi časté u hub a naše těla obsahují kostní buňky zvané osteoklasty, které jsou vícejaderné. Garg a jeho kolegové shromáždili údaje o 106 skupinách eukaryot a zaznamenali, které z nich jsou známé tím, že vytvářejí vícejaderné buňky.

Na základě toho, jak jsou jednotlivé skupiny příbuzné, se vědci dopracovali ke společnému předkovi všech z nich. Došli k závěru, že schopnost tvořit vícejaderné buňky pravděpodobně pochází od posledního společného předka všech moderních eukaryot.

To je zajímavé, říká Javaux, ale "nejsem si jistý, zda to stačí k důkazu". Klíčovou otázkou - kterou Garg uznává - je, že nevíme, jak většina eukaryotických vícejaderných buněk vzniká. Může k tomu dojít, když se buňka nedělí - což je to, co Garg navrhuje pro první eukaryota -, ale může k tomu dojít také při splynutí dvou nebo více buněk. "Pokud neznáte původ tohoto stavu v každé nadskupině, je těžké říci, zda se jedná o stav předků nebo o konvergenci evoluce," říká Javaux.

Zdroj: New Scientist
zpět

Robotický chemik možná dokáže znovuvytvořit "prvotní polévku molekul" na Zemi

Znovu vytvořit směs molekul a experimentálních podmínek, které se v průběhu miliard let vzájemně ovlivňovaly a vedly ke vzniku života na Zemi, je v laboratoři nemožné. Autonomní robot však může zkrátit dobu potřebnou k otestování každé možné směsi, což by mohlo pomoci odhalit přesnou kombinaci, která umožnila vznik proteinů, DNA a enzymů z prebiotické polévky na rané Zemi.

Lee Cronin z University of Glasgow ve Velké Británii a jeho kolegové sestrojili robotického chemika, který dokáže smíchat jednoduché molekuly, sledovat jejich reakci, analyzovat výsledek a poté rozhodnout, co do reakce přidat. Během několika týdnů může tento robot začít vytvářet scénář prebiotické polévky téměř bez přispění lidských chemiků, říká.

"Chtěli jsme z experimentů odstranit předpojatost a pokrýt co největší chemický prostor pro hledání jiskry života," říká Cronin.

Sestava zahrnuje spleť trubek spojujících 18 baněk s různými výchozími materiály s centrální reakční nádobou obsahující řadu čistých, suchých minerálů, jako je křemen, ulexit a pyrit.

Všechny výchozí materiály jsou malé molekuly bez biologické nebo katalytické funkce, včetně jednoduchých kyselin, organických látek, redukčních činidel a některých anorganických molekul, jako je síran měďnatý.

Robot vybere dvě nebo tři z těchto činidel, která nasaje do reakční nádoby, kde se směs hodinu míchá a zahřívá a poté se nechá usadit. Vzorek se analyzuje a část se odebere k uskladnění a pozdější analýze člověkem. Malé množství várky se ponechá jako zárodečná směs a robot pak přidá novou dávku činidel a proces se opakuje. Tým spustil robota až na 150 těchto cyklů v průběhu mnoha dní.

Rozhodnutí robota, zda nechat reakci pokračovat, nebo do várky vnést molekulu, vychází z údajů z hmotnostního spektrometru, který odhaluje velikost různých molekul ve směsi.

Pokud tyto údaje naznačují, že ve směsi nedošlo k žádné změně, robot se bude snažit vrátit systém z rovnovážného stavu přidáním něčeho nového v dalším cyklu. "Je to algoritmus proti nudě," říká Cronin.

Robotický chemik nám zatím neumožňuje přijít na to, jak vznikl život, ale je to užitečný nástroj, který nám umožňuje k tomu vykročit - a představuje obrovské zlepšení oproti úsilí, které by mohl vyvinout jeden člověk u stolu, říká Sijbren Otto z univerzity v nizozemském Groningenu.

"Problémem chemického prostoru je, že je větší než astronomický [prostor], takže ho pravděpodobně nemůžete vůbec obsáhnout," říká Otto. Ale se správnou kombinací výchozích surovin by to nemusel být problém. "Nadějí těchto experimentů je, že z toho vznikne něco autokatalytického," říká, což znamená, že reakce si v procesu vytvoří vlastní katalyzátor. Autokatalytické reakce jsou považovány za nezbytné pro vznik života.

Judit Šponerová z Akademie věd ČR říká, že při experimentech se vznikem života mají lidé tendenci překážet. Croninova práce však podle ní lidskou zaujatost výrazně omezuje.

Cronin je povzbuzen tím, co se zatím podařilo. "Viděli jsme předběžné důkazy molekulární replikace," říká. Tvoří se složité molekuly, a přestože se na začátku každého nového cyklu rozředí, tyto molekuly přetrvávají, říká.

Cronin plánuje větší verzi robota. "Tohle je zkušební provoz," říká. Díky složitějším algoritmům bude tým doufat, že uvidí důkazy o velkých, komplexních molekulách, které mohou zpracovávat informace.

Zdroj: New Scientist
zpět

Vědci oznámili, že konečně sekvenovali celý lidský genom

Mezinárodní tým vědců tvrdí, že se jim podařilo sestavit celý lidský genom, a zaplnit tak mezeru mezi chybějícími částmi, které byly vynechány při sekvenování prvního lidského genomu před 20 lety, jak vyplývá z preprintové studie zveřejněné koncem května.

V roce 2000 vedoucí pracovníci projektu Human Genome Project a Celera Genomics oznámili, že sekvenovali první lidský genom. Pokud se však toto nejnovější tvrzení potvrdí jako pravdivé, zbývajících 8 % lidského genomu bylo oficiálně zmapováno až nyní a my konečně víme s nejzákladnější genetickou přesností, z čeho se skládáme.

Nové výsledky sekvenování DNA jsou obrovským technickým úspěchem.

Za předpokladu, že je to pravda, byla by mezera v našem poznání lidských genů zaplněna novou technologií, ale i nová technika má svá omezení. Například druh buněčné linie použité k urychlení procesu mapování. "Právě se snažíte proniknout do této poslední neznámé části lidského genomu," řekla ve zprávě Stat News Karen Miga, výzkumnice z Kalifornské univerzity v Santa Cruz, která byla jednou z vedoucích mezinárodní skupiny pracující na sekvenování celého lidského genomu. "Nikdy předtím se to prostě nepodařilo a důvod, proč se to dosud nepodařilo, je ten, že je to složité." Miga zdůraznil, že s prací nevystupuje oficiálně, dokud neprojde recenzním řízením a nebude publikována v oficiálním lékařském časopise.

Nicméně za předpokladu, že zjištění jsou správná, jde o významný pokrok v genetice, který byl umožněn díky nové technologii sekvenování DNA vyvinuté dvěma soukromými firmami: Oxford Nanopore v Oxford Science Park ve Velké Británii a Pacific Biosciences z Menlo Parku v Kalifornii. Technologie těchto dvou společností má oproti běžným nástrojům posledních několika desetiletí nepatrné, ale zásadní výhody. Náměstek generálního ředitele Evropské laboratoře molekulární biologie prohlásil, že výsledky jsou "technickou tour de force", jak uvádí zpráva Stat News. Počáteční studie genomu byly opatrné, protože žádný postup sekvenování nepracoval s celou molekulou DNA, dodal Birney.

Uzavření i drobných mezer v DNA může otevřít dveře k procesu regulace genů

"To, co tato skupina dokázala, je ukázat, že to může udělat (sekvenovat) od začátku do konce," vysvětlil Birney. To otevírá dveře dalšímu výzkumu, protože (pokud se to potvrdí) vědci mají důkaz, že lze úspěšně sekvenovat celou molekulu DNA. I když by to však mohlo být podnětem pro genetický výzkum, otázka zůstává: Je tento "chybějící článek" genetického kódu skutečně tak důležitý? Mezinárodní skupina uvedla, že se jí podařilo zvýšit počet bází DNA z 2,92 miliardy na 3,05 miliardy, což představuje skok o 4,5 %. Naproti tomu nový počet genů, které kódují bílkoviny, vzrostl na 19 969, což představuje nárůst o pouhých 0,4 %. To sice může být zklamáním, ale zároveň to může přiblížit další vědce k dalším objevům, včetně odhalení procesu regulace genů.

Pozoruhodné je, že sekvence DNA použitá pro tuto studii nebyla odebrána z člověka, ale z výrůstku v děloze ženy zvaného hydatidiformní mateřské znaménko, ke kterému dochází, když spermie oplodní vajíčko, kterému chybí jádro. V buňce tak zůstávají dvě kopie stejných 23 chromozomů namísto dvou různých sad (které mají typické lidské buňky). Tato nová technologie a značný pokrok, který jsme v technologii sekvenování DNA zaznamenali za posledních 20 let, přináší mnoho zajímavého. A pokud se tato studie potvrdí, žijeme v jednom z nejzajímavějších okamžiků v dějinách vědy.

Zdroj: Interesting Engineering
zpět

Jakého nejvyššího věku mohou lidé dosáhnout? Možná budete překvapeni

Každý člověk chce v životě něčeho smysluplného dosáhnout. Je tak poměrně logické, že touží žít dlouhý a kvalitní život, během něhož si může plnit své sny. Jakého věku je ale možné se reálně dožít? Na to hledali vědci odpověď v nedávném výzkumu.

Vědci zjistili, že maximální délka života, ve kterou může člověk reálně doufat, činí 150 let. Výzkumníci z biotechnologické společnosti Gero se sídlem v Singapuru ve spolupráci s Roswell Park Comprehensive Cancer Centre v americkém Buffalu studovali lékařské údaje od dobrovolníků z Velké Británie a USA a dospěli právě k číslu 150.

Tým pomocí umělé inteligence analyzoval informace o zdraví a kondici poskytované dobrovolníky a rovněž vzorky krve. A dospěl k názoru, že délka života člověka závisí na dvou bodech: biologickém věku a odolnosti.

Biologický věk a jeho hodnota bývá spojována se životním stylem, stresem a chronickými chorobami bez ohledu na skutečný věk. Odolnost se pak vztahuje k rychlosti, s jakou se člověk vrací do dobré zdravotní kondice po reakci na nějaký stresový faktor.

Zjištění, která byla uveřejněna v časopise Nature Communications, ukázala, že mezi 120 až 150 lety lidé vykazují naprostou ztrátu odolnosti, která se rovná neschopnosti se zotavit.

Profesor Andrei Gudkov, viceprezident a předseda oddělení biologie buněčného stresu v Roswell Park Comprehensive Cancer Centre, označil studii jako „koncepční průlom“, který určuje a odděluje role základních faktorů v lidském životě.

„Vysvětluje to, proč i nejúčinnější prevence a léčba nemocí souvisejících s věkem mohou zlepšit pouze průměrnou, ale ne maximální délku života, pokud nebudou vyvinuty skutečně účinné terapie proti stárnutí,“ uvádí pro server Independent.

Profesor David Sinclair z genetického oddělení lékařské fakulty Harvardovy univerzity k tomu dodal: „Výzkum naznačuje, že míra zotavení je důležitým znamením stárnutí, které může napomoci vývoji léků ke zpomalení procesu stárnutí a rozsahu zdraví.“

Jak server vyzdvihuje, nejstarší žijící osobou, jejíž věk byl nezávisle ověřen, byla Francouzka Jeanne Calmentová, která zemřela v roce 1997 ve věku 122 let.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Po 20 letech byl konečně kompletně sekvenován lidský genom

Konečně jsme sekvenovali kompletní lidský genom. A tentokrát doopravdy.

Když vědci před 20 lety poprvé oznámili, že přečetli celou lidskou DNA, stále jim některé kousky chyběly. Nyní, s využitím mnohem lepších metod čtení DNA, se konečně podařilo přečíst ho celý od začátku do konce.

"Jelikož jsem se v roce 2001 podílel na původním projektu lidského genomu a zaměřoval se zejména na obtížné oblasti, je pro mě opravdu potěšující, že se to podařilo, i když to trvalo 20 let," říká Evan Eichler z Washingtonské univerzity v Seattlu.

Nový genom obsahuje dalších 200 milionů párů bází neboli "písmen" DNA a přidává více než 2000 dalších genů.

Naše geny nás dělají tím, kým jsme. Lidé jich mají tisíce, i když jejich přesný počet není jistý a částečně závisí na tom, jak je počítáme. Jsou uloženy na dlouhých molekulách DNA v centrech buněk. Genetická informace existuje ve formě čtyř molekul zvaných báze (C, G, T a A), které jsou navlečeny podél molekuly DNA.

Lidský genom obsahuje něco přes 3 miliardy písmen. První kompletní výsledky sekvenování byly s velkou slávou zveřejněny v roce 2001: jeden zveřejnilo Mezinárodní konsorcium pro sekvenování lidského genomu (HGSC) a druhý americká společnost Celera Genomics. Projekt byl zahájen o deset let dříve, v roce 1990.

Protože genom musel být přečten po malých částech a poté znovu sestaven, ukázalo se, že některé vysoce opakující se úseky nelze nikam zařadit, trochu to připomíná skládačku, kde všechny dílky vypadají stejně.

Chybějící části

Během následujících tří let HGSC doplnilo některé mezery a v roce 2004 konsorcium oznámilo, že udělalo vše, co bylo v jeho silách. Genetici pokračovali ve vylepšování referenčního genomu, ale převážně zlepšováním přesnosti dosavadních sekvencí, nikoli přidáváním nových. Přibližně 8 % sekvencí stále chybělo nebo bylo pravděpodobně chybných.

Novou verzi genomu vytvořilo konsorcium Telomere-to-Telomere, které vedli Karen Miga z Kalifornské univerzity v Santa Cruz a Adam Phillippy z Národního ústavu pro výzkum lidského genomu v Marylandu. V roce 2018 byli součástí týmu, který sekvenoval velké části genomu, dlouhé více než 100 000 bází, což jim umožnilo doplnit některé chybějící části. "Zavolala mi [Miga] a řekla: 'Chci dokončit genom'," říká Phillippy. "Řekl jsem: 'Já taky'."

Rozhodli se přečíst DNA z buněčné linie zvané CHM13. Pochází z hmoty tkáně zvané hydatidiformní mateřské znaménko, což je druh neúspěšného těhotenství, kdy vajíčko v děloze nějakým způsobem ztratilo svůj genom, a pak bylo oplodněno spermií. Výsledná buňka měla pouze polovinu DNA normálního embrya, takže DNA spermie byla duplikována. Takové buňky tvoří nebezpečné výrůstky, jako je rakovina, a musí být odstraněny. Poté je lze dále kultivovat v laboratoři - zdánlivě donekonečna.

"V tomto směru je to unikátní, protože to není genom nikoho, kdo kdy žil," říká Phillippy. DNA pochází z jediné spermie, takže jde o polovinu genomu potenciálního otce, který byl zdvojen.

Buňky byly odebrány se souhlasem dárce před několika desetiletími, ale identita dárce byla anonymizována společností, která mezitím zanikla, takže není známo, od koho pocházejí.

"Nemůžeme zjistit, [ani kdybychom chtěli] od koho původně byly," říká Phillippy.

Normální lidské buňky mají dvě kopie každého úseku DNA, které se často výrazně liší, protože jedna pochází od matky a druhá od otce. To ztěžuje přesné sekvenování DNA, protože je složité určit, co je chyba v sekvenování a co je skutečný rozdíl. Použitím CHM13 se tomuto problému vyhnete, protože obě kopie jsou prakticky identické.

Techniky komplementárního sekvenování

K sestavení sekvencí genomu tým zkombinoval dvě technologie. Jednou z nich byl typ sekvenování, který čte extrémně dlouhé úseky, dlouhé přes milion písmen, a druhou typ, který poskytuje extrémně vysokou přesnost a dokáže si tak poradit s úseky, které se velmi mírně liší - například více kopií stejného genu.

Lidská DNA je uložena na velkých molekulách zvaných chromozomy, které mají čtyři ramena spojená uprostřed do tvaru písmene X. Tyto molekuly se skládají ze dvou částí. Velká část obtížně čitelné DNA pocházela z okolí centrálních bodů, známých jako centromery. Kromě toho jsou některé chromozomy šišaté, s jedním párem ramen kratším než druhým: krátká ramena obsahují mnoho obtížné DNA.

V srpnu 2020 tým jako první výstup zveřejnil kompletní lidský chromozom X určující pohlaví. Nyní zveřejnili celý lidský genom.

Nová verze přidává k předchozí verzi téměř 200 milionů písmen a 2226 úseků, které jsou téměř identickými kopiemi známých genů. Tým předpokládá, že 115 z těchto nových genů kóduje bílkoviny.

Co je to gen?

Phillippy zdůrazňuje, že tato čísla jsou nejistá. "Definice toho, co je gen, je stále trochu chaotická," říká. Geny byly tradičně považovány za úseky DNA, které kódují určitý protein, ale ve skutečnosti je mnoho genů nekódujících a mají jiné funkce. Nový genom obsahuje 63 494 genů, zatímco v poslední aktualizaci provedené v roce 2019 jich bylo 60 090. Genů, které kódují proteiny, je 19 969, což je zvýšení z 19 890.

"Je to mnohem, mnohem lepší než cokoli, co jsme měli," říká Aida Andrés z University College London.

Ve druhém článku se Eichlerův tým zaměřil na segmentální duplikace: dlouhé úseky DNA, které byly kopírovány znovu a znovu. Na rozdíl od " junk DNA", což jsou často zdánlivě bezvýznamná opakování, duplikace úseků, obsahují geny a další sekvence, které mají rozpoznatelné funkce. Díky nim mohou mít lidé mnoho kopií některých genů.

Duplikace segmentů tvořily téměř třetinu nové sekvence a tvoří 7 % genomu. Jejich sekvence se také lišily více než neduplikované oblasti.

Eichler se domnívá, že úsekové duplikace sehrály v evoluci člověka klíčovou roli. "Jsou místem v genomu, kde se pravděpodobně rodí nové geny," říká, protože jedna z kopií se může volně měnit. Lidé mají několik duplikovaných genů, které podle něj byly zřejmě "rozhodující při budování většího mozku, který nás odlišuje od ostatních opic".

I když se duplikované geny výrazně neliší, mohou mít hluboké účinky, pokud jednoduše znamenají, že se nějaký protein vytváří ve větším množství, říká Andrés. Říká, že úsekové duplikace nemohou vysvětlit celou evoluci člověka, protože to byl jistě nesmírně složitý proces, "ale jsou důležité".

Zapínání a vypínání DNA

Nový genom umožní mnohem snadněji studovat duplikované geny, říká Andrés, protože sekvence, které pro ně uvádí, jsou mnohem pravděpodobnější než dřívější verze.

Je velmi důležité porozumět úsekovým duplikacím, protože některé z nich jsou základem genetických poruch, říká Eichler.

Ve třetí publikaci tým vedený Winstonem Timpem z Univerzity Johnse Hopkinse v Baltimoru zkoumal markery zvané metylové skupiny, které se připojují k DNA na různých místech. Tyto "epigenetické" značky ovlivňují, které geny se zapínají a vypínají. Timpův tým použil nový genom k mapování metylace v nově prozkoumaných oblastech.

Zjistili, že úroveň metylace je nízká v okolí centromer v srdci chromozomů. Tyto oblasti jsou klíčové pro rozmnožování a dělení buněk.

Když se to pokazí, může to mít nebezpečné následky. "Při rakovině často získáte celý chromozom nebo celý chromozom ztratíte," říká Timp. Z dlouhodobého hlediska by pochopení toho, jak funguje buněčné dělení a jakou roli v něm může hrát metylace, mohlo ukázat cestu k novým způsobům léčby rakoviny.

Zdroj: New Scientist
zpět

Úspěch vědeckého týmu s českým vedením: podařilo se mu vyvinout novou metodu značení stavebních bloků DNA

Mezinárodní tým s českým vedením vyvinul novou metodu značení základních stavebních bloků DNA – tzv. nukleotidů. Postup má mít v budoucnu využití pro sekvenování neboli „čtení“ DNA pomocí elektrochemické detekce. Mohl by přispět k tomu, že proces bude rychlejší a levnější. O výzkumu informovali zástupci Ústavu organické chemie a biochemie Akademie věd ČR (ÚOCHB AV) v tiskové zprávě. Tým vedl vědec Michal Hocek, který na ÚOCHB působí. Studii o výzkumu publikoval prestižní časopis Journal of the American Chemical Society.

Molekulu DNA tvoří čtveřice nukleotidů. Genetická informace, kterou tato molekula nese, je dána jejich pořadím. A právě znalost pořadí těchto bloků – sekvence DNA – je podle ÚOCHB nutná třeba při diagnostice nemocí či při forenzní analýze DNA. I přes pokrok v metodách sekvenování DNA, jež se zpravidla zakládají na fluorescenčním značení nukleotidů, jsou však nyní využívané techniky pořád časově náročné, celkem drahé a narážejí i na jiná omezení.

Proto vědci hledají nové cesty – a jeden z nadějných přístupů je podle ústavu právě využití elektrochemické detekce a takzvaných redoxních značek. To jsou připojené sloučeniny, které lze oxidovat nebo redukovat na elektrodách. Rozsáhlému týmu vědců, vedenému Hockem, se nyní podařilo navrhnout a syntetizovat umělé nukleotidy, na kterých jsou přivěšeny speciální redoxní značky. Ty lze oxidovat na zlaté nebo uhlíkové elektrodě, přičemž poskytují měřitelný a analyticky využitelný signál. Značkami jsou karborany – struktury z atomů boru a uhlíky, do nichž je možné začlenit další atomy kovů – třeba železa či kobaltu, což má dopad na finální elektrochemické vlastnosti.

Nově upravené nukleotidy jsou navrženy tak, aby je enzym DNA polymeráza, který v buňce staví DNA z dostupných stavebních bloků, začlenil do vytvářeného vlákna DNA. Vědci tak dokázali připravit vlákno z upravených nukleotidů. Každý ze čtveřice nukleotidů má vlastní specifickou značku, která umožní jejich detekci – což bylo hlavní úskalí projektu. Podle odborníků se totiž dosud dařilo označit či naměřit jeden či maximálně dva typy redoxně značených nukleotidů v jednom vlákně DNA.

Hocek řekl, že tým na výzkumu pracoval od roku 2007. „Takže docela dlouho. My jsme postupně vyvíjeli jednotlivé značky a už jsme jich mezitím několik publikovali. Ale teď se nám poprvé podařilo udělat, že všechny čtyři báze DNA mají každá svou značku, která je specifická a můžeme ji přečíst. V přítomnosti všech třech ostatních,“ zdůraznil vědec. Intenzita každého signálu je závislá na počtu kopií daného nukleotidu v DNA. To umožňuje rychle určit poměrné zastoupení jednotlivých nukleotidů v měřené DNA.

Využití oxidace na elektrodě při růstu napětí by podle Hocka v budoucnu mohlo vést k tomu, že místo současného používání drahých sekvenačních přístrojů by byl proces „miniaturizován“. A v důsledku toho i levněji prováděn na místech, kde by to bylo třeba – například u lékaře nebo v terénu. „My nejsme v tom stadiu, že bychom měli sekvenátory, které by automaticky sekvenovaly, ale přišli jsme na nový princip, který by se dal použít k sekvenaci na elektrochemickém principu,“ uzavřel vědec.

Na výzkumu spolupracovali vědci z ÚOCHB, španělské univerzity Rovira i Virgili, Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy, Biofyzikálního ústavu AV a Polské akademie věd. Hlavními autory studie jsou student David Kodr a studentka Cansu Pinar Yenice.

Zdroj: iHNed.cz
zpět

Dávní hominini možná potřebovali porodní asistentky, aby jim pomohly přivést na svět děti

Nejen moderní lidé považují porod za bolestivý a nebezpečný. Stále více důkazů naznačuje, že porod byl obtížný i pro naše příbuzné homininy před miliony let. Dřívější homininové, jako například australopitékové, proto možná potřebovali při porodu pomoc.

Porod je pro moderní lidi ve srovnání s ostatními primáty nápadně nebezpečný. Na každých 100 000 porodů v roce 2017 zemřelo celosvětově 211 matek. V nejhůře postižených zemích, jako je Jižní Súdán, je mateřská úmrtnost více než pětkrát vyšší. V mnoha zemích je tato míra mnohem nižší, ale to je z velké části způsobeno lepšími lékařskými postupy, včetně císařských řezů - které po většinu existence našeho druhu nebyly k dispozici.

Totéž neplatí pro primáty včetně opic, našich nejbližších žijících příbuzných. "U opic se nesetkáváme s takovými komplikacemi jako u lidí," říká Nicole Webbová z Curyšské univerzity ve Švýcarsku.

Dlouhodobé vysvětlení obtížnosti lidských porodů spočívá v tom, že je způsobena kombinací našeho velkého mozku a skutečnosti, že chodíme vzpřímeně po dvou nohách. Podle antropologa Sherwooda Washburna, který o tom psal v roce 1960, vzpřímená chůze znamenala, že evoluce upřednostnila užší pánev, ale také širší pánevní kanál, aby se do něj vešla hlava dítěte, což vytvořilo to, co nazval "porodnické dilema".

Navzdory výzvám a modifikacím této myšlenky je pro mnoho antropologů stále do značné míry pravdivá. "Podle mého názoru je hypotéza porodnického dilematu, jak ji Washburn formuloval, stále nejrozumnější," říká Martin Haeusler z univerzity v Curychu.

Obecně se mělo za to, že porodní dilema je unikátní pro člověka nebo alespoň pro rod Homo, ale nové důkazy naznačují, že porodní potíže sahají mnohem dále.

Webbová a její kolegové zkoumali porodní cesty šimpanzů, o nichž se předpokládalo, že jsou mnohem prostornější než u lidí. V přednášce na výročním zasedání Americké asociace fyzických antropologů, které se konalo minulý měsíc online, vysvětlila, že tento předpoklad částečně vychází ze slavné studie Adolpha Schultze z roku 1949, která prokázala, že vstup do šimpanzího porodního kanálu je téměř dvakrát širší než hlava plodu.

Webbová však namítla, že Schultz měřil špatné části pánve: šimpanzí porody fungují jinak než lidské, takže nejtěsnější místa jsou na jiných místech. Poté popsala, jak provedla vlastní měření 29 šimpanzích pánví a zjistila, že v nejtěsnějším místě je hlava plodu 85 % velikosti porodního kanálu: stále volnější než u lidí, ale ne o mnoho.

"Podívali jsme se na důležitější rozměry porodního kanálu," říká Webb. "Není to tak, že by šimpanzi měli tolik místa."

Naznačila, že v evoluci lidoopů, jejichž pánev je jiná než u opic, došlo k posunu. Mnoho opic dokáže roztáhnout chrupavku, která vpředu spojuje levou a pravou polovinu pánve, a vytvořit tak širší otvor, ale šimpanzi to nedokážou.

"Naši nejbližší předkové už měli některé stejné vlastnosti [jako lidé], včetně toho, že přední část pánve nebyla tak pružná, aby se přizpůsobila porodu," říká Webb.

V další přednášce na konferenci Natalie Laudicina z Grand Valley State University v Allendale ve státě Michigan popsala, jak zmapovala celé porodní cesty pěti homininů: čtyř exemplářů australopitéků ze tří druhů, včetně slavné Lucy, a jednoho neandrtálce.

"Každý druh je jiný," říká Laudicina. Ale s výjimkou 2 miliony let starého Australopithecus sediba se všechny druhy, které zkoumala, potýkaly s těsným stlačením a podle ní se děti musely otáčet, aby se dostaly do porodních cest. Lidská mláďata se musí otáčet, aby se dostala ven, což je velká část toho, proč je porod tak komplikovaný. Laudicina říká, že její výzkum naznačuje, že mnoho dřívějších homininů se potýkalo s podobnými problémy a neměli snadné porody jako většina nelidských primátů.

Zdůrazňuje, že úplný příběh zatím nemáme k dispozici, protože pět pánví, které zkoumala, představuje v podstatě všechny známé pánve homininů. "Je těžké přesně určit, kdy moderní lidské porody začaly, protože máme pouze jeden exemplář za 2 miliony let," říká.

Pokud však australopitékové měli těžké a komplikované porody, matky mohly během porodu potřebovat pomoc. "Myslím, že jsme podcenili to, čím si australopiték [prošel]," říká Webb. Jako porodní asistentky mohly působit jiné dospělé samice, možná ty, které již rodily. "Myslím, že je to něco, co musíme brát jako možnost," říká.

Většina primátů opouští své skupiny, aby porodila, což naznačuje, že to dělají sami - ačkoli to také obvykle dělají v noci, takže pozorování je málo. Existuje však několik výjimek: v zajetí byly pozorovány samice bonobů, které zdánlivě pomáhaly jiným rodícím samicím, a existují ojedinělé zprávy o podobném chování u opic.

Zdroj: New Scientist
zpět

Tají princ Charles dítě s Camillou? Údajný levoboček předložil nový důkaz

Následník britského trůnu princ Charles a jeho druhá žena Camilla, vévodkyně z Cornwallu, spolu nikdy neměli děti. To je alespoň oficiální informace. Jistý Simon Dorante-Day ovšem delší dobu tvrdí, že je jejich synem a tudíž i členem královské rodiny. Svoji pravdu by rád dokázal i za pomoci DNA testu.

Vévodkyně Camilla je často označována za jeden z důvodů, kvůli kterému se rozpadlo Charlesovo manželství s princeznou Dianou. Ačkoliv jejich vztah v různých formách trval údajně už od začátku sedmdesátých let minulého století, svatba proběhla až v roce 2005.

Navzdory tomu, že z manželství nevzešlo žádné dítě (Camille bylo v den svatby 57 let), pětapadesátiletý Simon Dorante-Day tvrdí, že on je synem vévodkyně a následníka britského trůnu.

Jednoduchá matematika říká, že když se Dorante-Day v roce 1966 narodil, bylo Charlesovi 17 let a Camille o rok víc. Traduje se, že v té době se ještě Charles s Camillou ani neznali, což je pro tvrzení jejich domnělého syna dost nevýhodné. Například podle BBC se pár potkal poprvé až v roce 1970, tři roky předtím, než si Camilla vzala za muže Andrew Parkera Bowlese, se kterým má dvě děti.

Dorante-Day, jenž byl v roce a půl adoptován svými rodiči, kteří oba pracovali v Buckinghamském paláci a po adopci se okamžitě přestěhovali do Austrálie, si je však naprosto jistý, že právě on je jediným potomkem manželského páru.

Jejich údajný syn staví svoje tvrzení i na informacích od jeho babičky, která rovněž v paláci pracovala a několikrát mu říkala, že právě on je součástí královské rodiny. S jistotou by mohl takové tvrzení potvrdit test DNA, Charles ani Camilla ale nikdy na takovou žádost nijak nereagovali a neexistuje způsob, jak je k testu přinutit. Se svým tvrzením Australan opakovaně u soudu neuspěl, zjistil Daily Mail.

Dorante-Day nyní sdílel fotografii svého syna Liama a porovnává ji s dávnou fotografií královny Alžběty II., tedy teoreticky jeho biologické babičky. Ačkoliv fotografiím nelze upřít jistou podobnost, na potvrzení domněnky takový „důkaz“ rozhodně stačit nebude.

„Vím, že to zní neuvěřitelně, ale já jsem jen člověk, který se snaží zjistit, kdo jsou jeho biologičtí rodiče. Všechny cesty mě zatím dovedly k Charlesovi a Camille,” říká a dává tak prostor milovníkům konspiračních teorií.

Sám Dorante-Day se domnívá, že celá kauza mohla být už dávno na světě, protože o jeho narození údajně věděla i Charlesova bývalá manželka princezna Diana. Než ale mohla o situaci podat svědectví, v roce 1997 tragicky zahynula při autonehodě.

„Princ Simon”, jak si sám na sociálních sítích říká, v minulosti už porovnával svoje fotografie z mládí se snímky následníka trůnu a tvrdí, že podobnost je nesporným důkazem o jeho teorii.

Podle všeho se zdá, že po svých biologických rodičích nepřestane pátrat ani v budoucnu. Že by se ale pro klid duše dočkal DNA testů od členů královské rodiny, je krajně nepravděpodobné a celá kauza zůstane zřejmě v rovině domněnek a teorií.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vědci zrekonstruovali nejstarší genom moderních lidí. Z lebky ženy z Koněpruských jeskyní

Mezinárodní tým sestavil informace o genomu téměř kompletní fosilní lebky ženy z Koněpruských jeskyní. Lebku z Českého krasu datoval na základě přítomnosti neandertálských genů do období před více než 45 tisíci roky. Jde zřejmě o nejstarší zrekonstruovaný genom anatomicky moderního člověka odpovídající populaci, která zde žila před oddělením linie vedoucí k současným obyvatelům Evropy a Asie.

Žena, známá vědcům jako Zlatý kůň a uložená ve sbírkách pražského Národního muzea, byla objevena v Čechách již v polovině minulého století, avšak tehdejší metody nebyly schopny až takovou starobylost nálezu přesně prokázat. (Zlatý kůň je vápencové návrší, ve kterém je právě nejdelší jeskynní systém v Čechách, Koněpruské jeskyně - pozn. red.)

Podle skupiny vědců, ve které jsou i odborníci ze zmíněného Národního muzea a Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy (UK), vykazuje tato zkamenělina delší úseky neandertálské DNA než 45 tisíc let starý jedinec z Ust'-Ishim ze Sibiře, jemuž patřil dosud nejstarší známý moderní lidský genom.

To naznačuje, že anatomicky moderní lidé žili v srdci Evropy i před více než 45 tisíci roky, tvrdí nová studie, kterou publikoval akademický žurnál Nature Ecology & Evolution.

Starobylá DNA neandertálců a raných moderních lidí ukázala, že tyto skupiny se mísily kdesi na Blízkém východě poté, co anatomicky moderní lidé opustili asi před 50 tisíci lety Afriku. To způsobilo, že všichni lidé mimo obyvatele Afriky nesou přibližně dvě až tři procenta neandertálské DNA.

V moderních lidských genomech se tyto neandertálské segmenty DNA v průběhu času stále zkracovaly, proto lze jejich délku použít k odhadu, kdy jedinec žil. Archeologická data zveřejněná loni sice naznačují, že moderní lidé byli přítomni v jihovýchodní Evropě už před 47 až 43 tisíci lety, ale vzhledem k vzácnosti dobře zachovalých lidských fosilií a chybění jejich genomové DNA máme jen velmi málo údajů, kdo tito raní migranti byli.

Nová genetická analýza pozůstatku lebky z Koněpruských jeskyní podle tiskové zprávy Přírodovědecké fakulty UK ukazuje, že daná žena byla součástí populace, která se vytvořila před rozdělením populací, které vedly k současným Evropanům a Asijcům.

Zpřesnění datování

Předchozí pokusy o datování založené na pozůstatcích zvířat nalezených poblíž a na morfologii poměrně dobře dochované lebky vedly k počátečnímu odhadu stáří do období před více než 30 tisíci roky, avšak pozdější radiokarbonové datování přineslo jiné výsledky – včetně toho, že lebka pochází z doby před zhruba 15 tisíci lety.

Datování nálezu nad 30 tisíc let ale podpořily závěry nedávné studie, která naznačila, že ženská lebka Zlatý kůň vykazuje morfologickou podobnost k lidem Evropy, kteří zde žili před posledním zaledněním. Proto se antropologové Petr Velemínský z Národního muzea a Jaroslav Brůžek z Přírodovědecké fakulty UK obrátili na genetickou laboratoř německého Max Planck Institutu.

„Nalezli jsme důkazy o kontaminaci analyzované lidské kosti kravskou DNA, což ukazuje, že klih z hovězích kostí, který byl použit v 50. letech ke konsolidaci lebky, posouval radiokarbonová data do mladších období, než je skutečný věk fosilie,” vysvětlil Cosimo Posth, jeden z hlavních autorů.

Byla to ale neandertálská DNA, která vedla tým k hlavním závěrům o stáří fosilie. „Výsledky naší analýzy DNA ukazují, že Zlatý kůň žil blíže době míšení moderního člověka s neandertálci,” konstatoval první autor nového výzkumu Kay Prüfer.

Vědci odhadli, že Zlatý kůň žil přibližně 2000 let po posledním míšení. Na základě toho tým soudí, že Zlatý kůň představuje dosud nejstarší lidský genom, který je zhruba stejně starý, spíš i o několik set let starší než Ust’-Ishim.

První anatomicky moderní lidé neuspěli

„Je nicméně zajímavé, že tito první anatomicky moderní lidé v Evropě nakonec neuspěli. Stejně jako Ust'-Ishim a dosud nejstarší evropská lebka z Oase 1, ani Zlatý kůň nevykazuje žádnou genetickou souvislost s moderními lidmi, kteří v Evropě žili před 40 tisíci lety,” poznamenal paleogenetik Johannes Krause.

Jedním z možných vysvětlení přerušení linie prvních moderních lidí je podle vědeckého týmu Kampánská ignimbritová sopečná erupce zhruba před 39 tisíci lety, která vážně ovlivnila klima na severní polokouli a mohla snížit šance neandertálců a raných moderních lidí na přežití na evropském území v době ledové.

„Nové výzkumy starých nálezů fosilního člověka i objevy nových nálezů ukazují, že morfologické znaky kostry mají stále význam a výpovědní hodnotu pro pochopení evoluce našeho druhu,” řekl Velemínský.

Brůžek dodal, že s těmito znalostmi mohou genetici zacílit analýzy novým směrem a přinést detailní a jedinečné argumenty o lidech dávné minulosti.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Od genetiky k veřejnému zdraví: jsme připraveni na screening populace založený na DNA?

Americká akademie lékařské genetiky a genomiky (American College of Medical Genetics and Genomics, ACMG) si uvědomuje vznikající roli genomiky jako nástroje populačního screeningu a proto vytvořila dva doprovodné pokyny pro screening zdravých jedinců na základě DNA, které se objevují v tomto čísle časopisu Genetics in Medicine. V tomto komentáři nabízíme stručný pohled na tyto dokumenty z hlediska veřejného zdraví v kontextu nedávné práce Úřadu pro genomiku a precizní veřejné zdraví (OGPPH) Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC).

Od počátku projektu lidského genomu panuje mezi vědci i veřejností silné přesvědčení, že někdy v budoucnu bude mít každý z nás v rámci běžné zdravotní péče sekvenci genomu. V roce 1999 Dr. Francis Collins formuloval vizi lékařské praxe v roce 2010 na hypotetickém případu 23letého muže, který se dostaví ke svému poskytovateli zdravotní péče v rámci zdravotní prohlídky a je mu nabídnuto genetické testování na různé nemoci, aby byl vypracován individuální plán prevence a screeningu nemocí. Složitost vědy a náklady na technologii, potřeba rozsáhlých klinických a populačních studií a řada etických, právních a sociálních otázek (ELSI) však zabránily tomu, aby se tato předpověď stala skutečností. Nicméně stálý pokrok ve vědě a technologii, provádění klinických a populačních studií týkajících se klinické platnosti a užitečnosti genetických informací, jakož i četná šetření týkající se ELSI nám pomohly přiblížit se této vizi. A to do té míry, že nová strategická vize Národního ústavu pro výzkum lidského genomu (NHGRI) pro rok 2020 pro zlepšení zdraví v čele s genomikou obsahuje odvážnou předpověď pro rok 2030: "Pravidelné používání genomických informací přejde z módního trendu do hlavního proudu ve všech klinických prostředích, takže genomické testování bude stejně rutinní jako kompletní krevní obraz."

Ve Spojených státech se výše uvedená vize začala realizovat v mnoha zdravotnických systémech a populačních studiích provádějících rozsáhlé populační sekvenování v biobankách a učících se výzkumných systémech zdravotnictví, jako je Geisinger Health System a Nevada Genome Project. Nicméně v roce 2020 se téměř všechny realizované aplikace v oblasti genomiky v rutinní klinické péči objevují v diagnostických prostředích, zejména v diagnostice vzácných genetických onemocnění, neinvazivním prenatálním testování a genomice rakoviny pro vedení léčby rakoviny. Kromě toho jsou k dispozici jen omezené údaje o provádění testování a jeho dopadu na veřejné zdraví.

GENOMIKA A POPULAČNÍ SCREENING: "PROVÁDÍME SCREENING NOVOROZENCŮ, NEBO NE?"

Využití genomiky jako nástroje populačního screeningu dlouho předcházelo projektu lidského genomu. Novorozenecký screening je považován za jeden z deseti velkých úspěchů veřejného zdraví dvacátého století. Již více než 60 let je novorozenecký screening součástí programů veřejného zdraví a vedl k významnému zlepšení výsledků u dětí s různými genetickými, metabolickými a jinými onemocněními. Ve Spojených státech novorozenecký screening každoročně odhalí >13 000 novorozenců, kteří budou potřebovat celoživotní specializovanou zdravotní péči.

Evans a kol. si uvědomují vznikající roli genomiky jako nástroje screeningu v průběhu celého života a v roce 2013 vyzvali k vědeckému zkoumání využití genomiky u dospělých podobným způsobem jako u novorozeneckého screeningu. Autoři vyzvali k vytvoření partnerství mezi komunitami zabývajícími se genomikou a veřejným zdravím s cílem lépe identifikovat jedince, kteří mají genetické varianty s vysokým rizikem onemocnění, jimž lze předcházet.

CENTRA PRO KONTROLU A PREVENCI NEMOCÍ (CDC) TIER 1 GENOMICKÉ APLIKACE

V roce 2014 CDC vyvinulo relativně jednoduchou metodu horizontálního skenování založenou na třístupňovém klasifikačním systému:

    "Úroveň 1 [...] genomických aplikací má základnu syntetizovaných důkazů, které podporují zavedení do praxe.

    Úroveň 2 [...] genomické aplikace mají syntetizované důkazy, které nejsou dostatečné pro podporu jejich implementace v rutinní praxi. Nicméně důkazy mohou být užitečné pro informování o strategiích selektivního použití [...].

    Aplikace úrovně 3 [...] buď (i) mají syntetizované důkazy, které podporují doporučení proti [...] použití, nebo (ii) nejsou k dispozici žádné relevantní syntetizované důkazy."

V posledních několika letech CDC spolupracovalo se zdravotnickými organizacemi a programy veřejného zdraví na implementaci doporučení založených na důkazech pro tři primární aplikace úrovně 1 zahrnující screening dědičného karcinomu prsu a vaječníků (HBOC), Lynchova syndromu (LS) a familiární hypercholesterolemie (FH). Tato práce zahrnovala vzdělávání veřejnosti a poskytovatelů, speciální programy, které se zabývají nerovnostmi v přístupu k testování a službám, provádění dohledu nad veřejným zdravím a rozvoj politiky. Je důležité si uvědomit, že označení CDC tier 1 je spojeno s klinickým scénářem pro testování, nikoli se základním onemocněním. Nejsme si například vědomi žádných současných doporučení ani syntetizovaných důkazů na podporu populačního screeningu patogenních variant BRCA1 a BRCA2, ale existují doporučení založená na důkazech pro screening na základě rodinné anamnézy a etnického původu. První aplikace screeningu patogenních variant BRCA1 a BRCA2 by tedy mohla být považována za úroveň 3 a druhá aplikace za úroveň 1.

VYVÍJEJÍCÍ SE ZDŮVODNĚNÍ PRO SCREENING DOSPĚLÝCH ZALOŽENÝ NA DNA

Přijaté přístupy založené na důkazech využívající screening založený na rodinné anamnéze stále častěji neidentifikují většinu jedinců s genetickými onemocněními spojenými se třemi primárními aplikacemi CDC úrovně 1. Několik studií ukázalo, že menšina dospělých s patogenními variantami BRCA1/2 si je vědoma, že tyto varianty nese. To může být způsobeno omezeními při využívání rodinné anamnézy a citlivosti přístupu založeného na rodinné anamnéze. K důkazům o neúspěchu při identifikaci rizikových jedinců dochází v kontextu rychle klesajících nákladů na testování DNA a zlepšených možností interpretace patogenity DNA.

Odhaduje se, že přibližně 1 % populace nese patogenní variantu DNA spojenou s familiární hypercholesterolemií (LDLR, APOB, PCSK9), HBOC (BRCA1, BRCA2) nebo LS (MLH1, MSH2, MSH6, PMS2).5 Populační screening těchto genů založený na DNA může potenciálně nabídnout krátkodobý přínos pro odhadované 3 miliony jedinců ve Spojených státech s jedním z těchto rizik a dlouhodobý přínos pro více lidí, protože počet genů navržených pro populační screening se zvyšuje. Je důležité si uvědomit, že populační screening se liší od diagnostického testování. Populační screening by měl být založen na důkazech a měl by se řídit screeningovými kritérii, která před několika desetiletími stanovili Wilson a Jungner.

V roce 2018 vyhodnotila skupina Genomics and Population Health Action Collaborative (GPHAC) při Roundtable on Genomics and Precision Health (Kulatý stůl pro genomiku a precizní zdraví) Národní akademie věd, inženýrství a medicíny potenciál screeningových programů založených na DNA u zdravých dospělých osob. Tato skupina vypracovala plán realizace, který by měl být zohledněn při vývoji populačního programu sekvenování. Skupina rovněž identifikovala důležité otázky, které je třeba řešit, jako je proveditelnost screeningu, potenciální přínosy a škody, výsledky, náklady a nakonec i klinická užitečnost.

BODY ACMG KE ZVÁŽENÍ DOPORUČUJÍCÍ DOKUMENTY KE SCREENINGU DNA U DOSPĚLÝCH OSOB

První dokument ACMG points to consider (PTC) nabízí pokyny pro programy a sponzorské organizace, které zvažují zdravotní screening na bázi DNA, a druhý dokument nabízí pokyny pro jednotlivce a poskytovatele zdravotní péče ohledně screeningu na bázi DNA. Oba dokumenty společně představují důležitý milník na cestě ke genomice veřejného zdraví. Vhodně také odrážejí složitost, která je spojena s aplikací genomických informací na zdravou populaci.

První dokument obsahuje sedm bodů, které mají pomoci při orientaci programů a sponzorských organizací. Autoři podávají přehled o vývoji důkazů týkajících se screeningu založeného na DNA ve vztahu ke známým Wilsonovým a Jungnerovým kritériím pro populační screening. Dokument dochází k závěru, že snahy o screening založený na DNA mají potenciál zlepšit zdraví populace, ale pouze v případě, že identifikace rizika je účinně kombinována s klinickou péčí založenou na důkazech snižujících riziko. Dokument zahrnuje seznam genů spojených s genomickými aplikacemi CDC úrovně 1 jako základní seznam, který je třeba zvážit v souvislosti s populačním screeningem. Podmínky zahrnuté ve třech primárních genomických aplikacích úrovně 1 jsou konkrétně spojeny s rizikem rakoviny prsu, vaječníků, tlustého střeva a endometria; ischemické choroby srdeční a mozkové mrtvice, a jsou proto v souladu s Wilsonovým a Jungnerovým návodem zaměřit zdravotní screening na "důležité zdravotní problémy". Sedm bodů, které je třeba vzít v úvahu, je podrobně a jasně formulováno v celém textu. Autoři si zaslouží pochvalu za to, že se snaží vypořádat s náročným a proměnlivým terénem, kdy se v programech a organizacích stále častěji používá zdravotní screening založený na DNA, a to i při nedostatku odpovídajících důkazů. Plně souhlasíme s tvrzením, že "možnosti poskytování zdravotních služeb pro zdravotní screening na bázi DNA jsou v současné době v pohybu..... Velká část zdravotních služeb a ekonomického výzkumu potřebného k řešení problematiky screeningu na bázi DNA ještě nebyla provedena.".

Druhý dokument s pokyny je určen jednotlivcům a poskytovatelům zdravotní péče. V úvodu uznává, že ačkoli klinická užitečnost sekvenování genomu u zdánlivě zdravých lidí nebyla prokázána, dostupnost sekvenování se zvýšila, včetně jeho využití veřejností bez konkrétní klinické indikace. Dokument zkoumá příležitosti a výzvy, které představují měnící se modely poskytování služeb genetického testování. Patří mezi ně (1) tradiční model genetické zdravotní péče o služby mezi poskytovateli genetické zdravotní péče a poskytovatelem, který pacienta odesílá, (2) netradiční model genetické zdravotní péče, kdy jsou genetické služby integrovány v rámci primární péče a dalších specializací, a (3) model genetické zdravotní péče řízené spotřebiteli, kdy spotřebitelé sami iniciují proces bez zapojení poskytovatelů zdravotní péče. Dokument nabízí rámec pro poskytování testování DNA podle známých preanalytických, analytických a postanalytických fází testovacího procesu. Zvažuje příležitosti a výzvy pro každou fázi procesu a pro každý model zdravotní péče a strategie jejich řešení.

Jedním z nejužitečnějších aspektů druhého dokumentu s pokyny ACMG jsou podrobné kroky identifikované v preanalytické a postanalytické fázi, které mohou umožnit prozkoumání důležitých součástí (např. preanalytický vzdělávací krok, informovaný souhlas a další). Podrobné popisy v dokumentu umožňují srovnání různých modelů poskytování. Tento rámec poskytuje užitečný analytický nástroj pro vyhodnocení silných a slabých stránek jednotlivých modelů poskytování a pečlivý souhrn toho, co víme o modelech poskytování ve třech fázích a jejich silných a slabých stránkách. Nicméně tím, že dokument uznává, že tradiční model poskytování je nahrazován netradičním, jako je například spotřebitelské genetické testování, se zdá, že uznává neúprosný pochod směrem ke screeningu DNA u zdravé populace, a to i při absenci údajů o klinické užitečnosti, ekonomických úvahách a adekvátním řešení etických, právních a sociálních otázek.

SCREENING DNA U POPULACE: CO BUDE DÁL?

Oba dokumenty ACMG společně odrážejí nový přístup tím, že spojují význam přístupu založeného na důkazech z prvního dokumentu odvolávajícího se na zásady populačního screeningu s významem zajištění integrity, kvality a výsledků procesu testování v kontextu měnících se modelů provádění. Nápadné rozdíly v prezentaci a doporučeních v dokumentu s pokyny pro jednotlivce a poskytovatele oproti programům a organizacím však mohou být pro organizace, poskytovatele a jednotlivce neúmyslně matoucí, protože mohou být nesprávně interpretovány tak, že populační screening založený na DNA může probíhat bez důkazů, protože se zdá, že je to jediný způsob, jak lze takové důkazy shromáždit.

Jak jasně ukazuje první dokument ACMG, v plnění kritérií populačního screeningu existují klíčové mezery ve znalostech. Jednou z důležitých mezer je neúplné pochopení "přirozené historie onemocnění". Přirozená historie se týká průběhu onemocnění při absenci léčby a zahrnuje jak penetranci, tedy podíl jedinců s daným genomickým rizikem, u nichž se projeví související klinické problémy, tak expresivitu, tedy rozsah klinických projevů spojených s konkrétním genomickým rizikem. Zatímco u pacientů identifikovaných pomocí diagnostických testů máme podrobné znalosti o mnoha genetických stavech, u osob identifikovaných pomocí screeningu DNA jsou údaje o přirozené historii omezené. Má-li screening založený na DNA zlepšit zdraví veřejnosti, musí být spojen s péčí založenou na důkazech, která snižuje zátěž onemocnění (např. screening, farmakologická prevence). Pokyny pro řízení budou vyžadovat pravidelnou reanalýzu variant DNA na základě nejaktuálnějších kurátorských databází, pravidelné klinické hodnocení u vyšetřených osob, dostupnost aktualizovaných nástrojů pro podporu klinického rozhodování a propojení s elektronickými zdravotními záznamy, jakož i pravidelné hodnocení účinnosti, přínosů a potenciální škodlivosti testování a preventivních strategií. Oba dokumenty se zaměřují na screening založený na DNA a zdraví populace v souvislosti s omezeným počtem běžných a dobře prozkoumaných genetických poruch. Další oblasti, kde jsou důkazy omezenější (úroveň 2 nebo 3), zahrnují farmakogenomiku, polygenní skóre rizika (PRS) a další monogenní stavy.

Je třeba pokračovat ve výzkumu, který by vyhodnotil korelace mezi genotypem a fenotypem v longitudinálních studiích a biobankách, a ve studiích klinické užitečnosti, které by vyhodnotily účinnost intervencí snižujících riziko u vyšetřených osob s patogenními variantami v přidružených genech. Již dříve jsme navrhli program společného implementačního výzkumu začleněného do učících se zdravotních systémů, který by vytvořil odpovídající důkazní základnu pro podporu screeningu založeného na DNA s cílem zlepšit zdraví populace. Rámec translačního výzkumu nastiňuje spolupráci mezi více zdravotnickými systémy s dostupnými údaji o sekvenování genomu a klinických výsledcích. Rámec je založen na hodnocení dopadu genetických informací na zlepšení zdravotních výsledků prostřednictvím výzkumu, který zahrnuje úrovně důkazů pro každé zamýšlené použití. K adekvátnímu vyhodnocení zdravotních přínosů, škod a nákladů na základě vrácení či nevrácení výsledků genových variant pacientům a poskytovatelům mohou být zapotřebí jak observační studie, tak randomizované kontrolované studie. Navrhovaný přístup podporuje učící se zdravotnické systémy, aby shromažďovaly důkazy o klinické užitečnosti ve výzkumném prostředí a rozvíjely kapacitu pro integraci sekvenování s dalšími klinickými službami.

Je třeba zodpovědět důležité otázky týkající se implementace populačního zdravotního screeningu založeného na DNA. Patří mezi ně mj: Jak by měl být screening koncipován, aby poskytoval inkluzivní výhody pro celou populaci? Jaké jsou vhodné charakteristiky populace pro screening? (např. věk, pohlaví). Kdo by měl platit screening založený na DNA a klinické sledování? Jak často by měly být údaje znovu analyzovány? Jaké jsou potřeby klinických pracovníků související s poskytováním výsledků na základě DNA a klinickým sledováním v populačním měřítku?

Vzhledem k relativně nízké četnosti jedinců s genetickým rizikem v populaci budou pilotní studie vyžadovat rozsáhlou spolupráci, aby se začaly řešit některé z těchto mezer v důkazech. Bez rozsáhlých pilotních studií budou možnosti vyhodnotit důkazy o klinické užitečnosti a ekonomické proveditelnosti opožděny. Na dlouhé cestě ke genomické medicíně založené na důkazech neexistují žádné zkratky. Totéž lze říci o jakémkoli programu populačního screeningu. Je střízlivé si uvědomit, že dnes již dobře zavedenému populačnímu screeningu kolorektálního karcinomu trvalo několik desetiletí, než vedl k doporučení založenému na důkazech. Screening založený na DNA je relativně novým přístupem k identifikaci rizik onemocnění a má potenciál stát se v příštích letech programem populačního screeningu. Ačkoli na populační screening založený na DNA možná ještě nejsme připraveni, dokumenty s pokyny ACMG představují skok vpřed, neboť uznávají realitu v terénu, že takový screening již může probíhat, ať už s důkazy o klinické užitečnosti, nebo bez nich. Tyto dva dokumenty představují statečné úsilí při poskytování pokynů a bodů ke zvážení zdravotnickým organizacím, poskytovatelům a jednotlivcům, kteří zvažují screening na bázi DNA, ale neměly by být chápány tak, že jsme na populační screening připraveni. Tyto snahy by měly být vedeny v kontextu výzkumných podniků a učících se zdravotnických systémů, které již byly zahájeny na mnoha místech v zemi. Přístup založený na spolupráci umožní rychleji odpovědět na důležité nevyřešené otázky týkající se užitečnosti a provádění. Doufáme, že na společné studie včetně kohortových studií a klinických studií bude možné získat odpovídající zdroje a energicky v nich pokračovat.

V neposlední řadě je třeba vyvinout větší úsilí o zapojení systémů veřejného zdraví, odborných společností a zdravotnických organizací do dialogu o populačním screeningu založeném na DNA. Oba dokumenty ACMG jsou skvělým výchozím bodem pro informovanost a integraci této rychle se měnící praxe.

Zdroj: web
zpět

Dala dítě do babyboxu, zlomilo jí to srdce

Zřejmě ve zkratu jednala matka, která 18. března odložila čtyřměsíčního chlapce do babyboxu nemocnice ve Strakonicích. Následně kontaktovala dětské oddělení s tím, že by chtěla dítě zpátky. Prý se ocitla ve velmi složité sociální situaci, ale po odložení dítěte začala trpět, chce jej proto zpět.

Cesta zpátky však nebude jednoduchá. Matku čeká také soud, kde bude dokazovat, že je schopná se o dítě postarat, a případ se může táhnout i měsíce. Pokud se zjistí závažné problémy, nemusí soud matce vyhovět vůbec. Chlapec dostal po odložení do babyboxu jméno Tomáš po řediteli nemocnice.

„Jedná se o třetí dítě, které bylo odložené do našeho babyboxu. Vzhledem k jeho věku jsme tak trochu očekávali, co se bude dít. Po několika dnech se ozvala matka,“ popsal situaci ředitel strakonické nemocnice Tomáš Fiala.

Nejdřív testy DNA

Kojenec je nyní svěřený do péče Dětského centra Jihočeského kraje. Jak řekla Právu Marie Paukejová, ředitelka Krizového centra pro matku a dítě v Kostelci, Hluboká nad Vltavou, matka bude muset dokazovat u soudu, že je schopná se o dítě postarat, a případ se může táhnout i měsíce.

„Ženu nejdříve čekají testy DNA, aby prokázala, že je dítě skutečně její. Případem se bude zabývat odbor sociálněprávní ochrany dětí a matka bude muset dát žalobu k opatrovnickému soudu, kde bude prokazovat, že výchovu zvládne,“ vysvětlovala Paukejová. Ta má s opatrovnickými soudy mnohaleté zkušenosti, když se stará právě o matky ve složitých situacích.

„Stát je samozřejmě povinen umožnit výchovu dětí rodičům. To ovšem neplatí v případě, kdy se odhalí závažné překážky, které tomu brání. Například násilí v rodině, nevyhovující podmínky k bydlení a podobně,“ upozornila Paukejová. Zmínila, že někdy je dokazování u soudů náročné.

„Osobně bych ženě radila, aby si nechala vypracovat i psychiatrický posudek. Písemně doložila i žádost o navrácení dítěte, kterou podá k Dětskému centru Jihočeského kraje. Odložení dítěte do babyboxu není jen tak, žena bude muset smysluplně vysvětlit, co ji k tomu vedlo,“ dodala Paukejová.

Případ ze Strakonic je výjimečný i podle zakladatele babyboxu Ludvíka Hesse.

„Chlapec byl velmi dobře oblečený a bylo vidět, že o něj bylo postaráno. Je opravdu spíše výjimečné, že matka odložila už čtyřměsíční dítě. Také rozhodně nebývá zvykem, aby ženy žádaly o navrácení dětí, které odložily do babyboxu. Je to zlomek procenta ze všech případů. Doufám, že vše pro chlapce dobře dopadne,“ konstatoval Hess.

Psycholog z Centra pro rodinu v Českých Budějovicích Rostislav Nesnídal upozornil, že ženy vede k odložení svých dětí v řadě případů právě složitá sociální situace.

„Odložení už několikaměsíčního dítěte se stává opravdu zřídka. Většinou je za tím velmi špatná sociální situace, partnerské neshody a zázemí v rodině. Zásadní je, že žena odložila dítě právě do babyboxu a nedošlo k rodinné tragédii, jako v minulosti v některých případech,“ doplnil Nesnídal.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Covid ho připravil o práci, partnerka zemřela po porodu. Na syna zůstal sám

Těšili se na své první miminko, jenže zdravotní stav nastávající maminky se během těhotenství zkomplikoval a měsíc po porodu zemřela na zástavu srdce. Miroslav Král tak zůstal na malého chlapečka sám. Zesnulá maminka ho navíc nestihla zapsat do rodného listu jako otce dítěte. Než soud schválí otcovství, nemá tak nárok na žádnou podporu.

„Těšili jsme se na miminko strašně moc, ale bohužel nastaly komplikace,“ vypráví Miroslav Král (30). Už během těhotenství se u jeho přítelkyně Petry projevily potíže se srdcem, vysokým tlakem, cukrovkou a následně preeklampsií. Při porodu ztratila mnoho krve, a tak v nemocnici zůstala déle, než je obvyklé.

Když se její stav stabilizoval, lékaři ji pustili domů, během krátké doby se jí ale opět přitížilo a záchranka ji odvezla zpět do nemocnice, kde bohužel zemřela na zástavu srdce.

„Když jsem se dozvěděl, že přítelkyně zemřela, bylo to pro mě strašně těžké. Musím teď žít pro Sebíka a zvládnout to,“ říká pan Král, který se teď o malého chlapečka stará s pomocí své maminky v malém pražském bytě.

Pan Miroslav má přitom velké štěstí, že může mít malého Sebastiana u sebe, protože není uveden jako otec v jeho rodném listě. Jeho partnerka si to totiž zprvu nepřála, kvůli exekucím, které měla ještě z dob, než se s ním seznámila.

Když pak v nemocnici bojovala o život, uvědomila si, že to nebylo moudré rozhodnutí, bohužel napravit tuto chybu již nezvládla.

Pro pana Miroslava tak po její smrti nastala velmi složitá situace. Tím, že nebyl jako otec uveden v rodném listě, musela nejprve sociální pracovnice rozhodnout, zda se o malého Sebíka může i nadále starat. Což se naštěstí stalo.

Okamžitě musel ale podat oficiální návrh, aby mu byl svěřen Sebík do péče. Se synem tak musel podstoupit i genetické testy. Pandemie ale celý soudní proces značně komplikuje a zpomaluje.

Bohužel, než se stane i po úřední stránce otcem dítěte, nemá nárok na žádnou rodičovskou podporu. Tím, že kvůli covidu přišel o práci hlídače parkoviště před pražskou zoo, tak nemá ani žádné jiné příjmy a úspory mu docházejí.

Bez finanční pomoci ale nemá šanci to zvládnout. „Nemám tolik peněz, abych malému mohl koupit jídlo, oblečení, plenky a další věci, které miminko potřebuje, a k tomu zvládnul i všechny ostatní výdaje,“ zoufá si pan Miroslav.

Kromě maminky se mu snaží pomáhat i přátelé, nicméně s žádostí o pomoc se obrátil i na Patrona dětí, kde mu prozatím poskytli základní pomoc v podobě balíku základních potřeb v hodnotě 3000 Kč.

Patron dětí je charitativní projekt, který pomáhá zdravotně nebo sociálně znevýhodněným dětem a jejich rodinám. V období současné pandemie se snaží také pomáhat samoživitelům a lidem, kteří se ocitli ve složité situaci jako pan Miroslav s malým Sebíkem.

Pokud i vy chcete podpořit tyto rodiny, můžete pomoci prostřednictvím transparentního účtu č. 57574646/0600, případně na stránkách Patrona dětí naleznete další žádosti rodin v nouzi. Na pomoc dětem jde vždy 100 % z vybrané částky.

Genetické testy pan Miroslav i s miminkem absolvoval před týdnem. Teď žije v malém bytě u své maminky, kde se o miminko stará, a čeká na výsledek testů a následně soudu.

„Můj plán je takový, že až skončím mateřskou, vrátím se do práce a Sebík by nastoupil do mateřské školky,“ uzavírá.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Genomové testování nádoru pomáhá přesně zacílit léčbu, část žen ho má zdarma

Každým rokem je rakovina prsu nově diagnostikována více jak sedmi tisícům žen. Prognóza onemocnění přitom může být velmi dobrá, pokud se s léčbou začne včas. Výhodou dnešní doby je i přesnější diagnostika, která pomáhá léčbu lépe cílit. Velkým přínosem v tomto směru je i tzv. genomové testování, které dokáže u nádoru zjistit, co řídí jeho růst a jaká je pravděpodobnost, že se rakovina vrátí a zda je nutné podstoupit léčbu chemoterapií.

Zatímco genetické testy dokážou zjistit dědičné předpoklady pro onemocnění karcinomem, genomové testování zkoumá aktivitu specifických genů v samotném nádoru a zjišťuje, co řídí jeho růst a chování. Umí tedy zjistit, jaká je pravděpodobnost návratu karcinomu a podle toho i určit efektivní, a přitom co nejméně zatěžující léčbu.

Jedná se tedy o velmi podrobné vyšetření, které dodá lékaři maximum informací o nádoru jako takovém a zejména jeho chování a zákeřnosti.

Doposud lékaři určovali plán léčby u každé ženy s karcinomem prsu především na základě faktorů jako např. velikosti nádoru, rychlosti množení buněk, zasažení uzlin či statusu hormonálních receptorů (ER, PR nebo HER2). Dnes již onkologové vědí, že se jedná o velmi hrubé zjištění – aby se o nádoru dozvěděli více, potřebují znát i aktivitu genů v samotném nádoru.

„Díky speciálním přístrojům tzv. sekvenátorům nové generace lze dnes již vyšetřit v jeden okamžik desítky až tisíce genů nádoru, a to velmi podrobně. Každý takový gen se skládá z několika bází, např. známý BRCA gen z 5000 bází a ty všechny se dají díky těmto přístrojům vyšetřit. Výsledky vyšetření jsou pak známy do 14 dnů,” vysvětluje profesor Marek Svoboda, ředitelem Masarykova onkologického ústavu v Brně.

Na základě tohoto podrobného vyšetření se tak může stát, že nádor, který se jevil klinicky jako agresivní, je při vyšetření genů označen jako nízkorizikový. Lékaři pak nemocné ženě mohou nabídnout mnohem šetrnější léčbu, než by se stalo bez tohoto vyšetření.

„Například, pokud se nádor dostane i do lymfatických uzlin, mívá horší prognózu. Nicméně existují i takové nádory, které se dostanou do lymfatických uzlin, a přitom u nich genomové vyšetření ukáže, že tento nádor má malé riziko návratu onemocnění v horizontu 5-10 let a my tak pacientky můžeme začít léčit stejně jako ženy, jejichž nádor se do lymfatických uzlin nedostal. Mohou tak být například ušetřeny léčby chemoterapií, která s sebou nese spoustu nežádoucích účinků,” vysvětluje profesor Svoboda.

Což byl i případ herečky Michaely Kuklové, u které vyšetření v sentilových uzlinách ukázalo mikrometastázy, nicméně genomové vyšetření ukázalo nízké riziko nádoru, tudíž se i její léčba obešla bez chemoterapie.

U časných stádií rakoviny prsu se k chemoterapii přistupuje jako k zajišťující léčbě, která dokáže snížit riziko, že se nemoc vrátí.

„Pro pacientky je často špatně pochopitelné, proč mají absolvovat chemoterapie, a tedy půlroční velmi nepříjemnou léčbu, když operace nádoru proběhla dobře a nádor byl celý odstraněn. Děje se tak zejména proto, abychom dokázali odstranit i případné buněčné neviditelné zbytky, které by mohly na některých tkáních zůstat a my je nedokážeme odhalit,” upozorňuje profesorka Petra Tesařová z pražské Onkologické kliniky VFN.

Genomové testování, a tedy i přesnější diagnostika tak může pomoci onkologům snáze rozhodnout, zda je zajišťovací léčba nutná, či ne, případně zda se tato léčba obejde i bez tolik zatěžující chemoterapie.

„Díky tomuto vyšetření se tedy dozvíme, že je buď nádor tzv. hodný, a tudíž nebude zapotřebí zajišťovací léčba, anebo zlý, a pak na základě všech znalostí nádoru dokážeme nemocné ženě ušít léčbu na míru, čímž jí výrazně zvýšíme naději, že se definitivně vyléčí,” vysvětluje profesorka Tesařová.

Genomové vyšetření je zatím velmi drahé, část žen ho má hrazeno zdravotní pojišťovnou

Genomových vyšetření je hned několik a každé má nějaká specifika, je tedy určeno pro konkrétní nádory. Jedná se ale zatím o velmi nákladné vyšetření, přičemž finanční zátěž spočívá zejména v tom, že se tato vyšetření zatím dělají především v zahraničí.

Onkologové ovšem věří, že se brzy začnou tato moderní a vysoce efektivní vyšetření provádět i u nás a budou tak dostupnější pro více lidí a zároveň pomohou lékařům i v jejich dalším vzdělávání.

V současné době je u nás z prostředků veřejného zdravotního pojištění hrazeno pouze genomové vyšetření Oncotype DX (měří expresi 21 specifických genů z nádoru pacientky) a nově MamaPrint (analyzuje 70 nejdůležitějších genů spojených s návratem karcinomu prsu) u žen s časným hormonálně pozitivním a HER2 negativním karcinomem prsu, a to na základě přesně definovaných indikačních kritérií.

Vyšetření MamaPrint vyhodnocuje riziko vzdálených metastáz, jinými slovy, jak moc je pravděpodobné, že se rakovina rozšíří do dalších částí těla. Lékaři tak snadno určí nízké nebo vysoké riziko vzniku metastáz během prvních 10 let po diagnóze.

Onkologové vidí v genomovém testování velkou budoucnost a věří, že se brzy dostanou do situace, kdy si budou moci sami zvolit, jaké z těchto vyšetření pacient podstoupí, aby dokázali každému nemocnému umožnit cílenou léčbu, která mu dá větší šanci na úplné vyléčení.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Obavy se naplnily. V USA se zkřížily dvě varianty koronaviru v nebezpečný hybrid

Naděje, kterou státy vkládají do vakcinace proti koronaviru, mohou neustále vznikající nové mutace významně ohrozit. Jedna taková se objevila v USA, kde došlo ke sloučení místní varianty s virem z Kentu. Vzniklý hybrid teď straší odborníky.

„Z toho, jak sleduji vývoj a pandemická data, nemůžu spát,“ svěřil se před několika dny agentuře Reuters Chris Murray z Institutu zdravotního měření a propočtů v Seattlu, který postup infekce sleduje a spolupracuje i s washingtonskou univerzitou.

Murray podle svých slov stejně jako řada dalších expertů doufal, že dokončení několika druhů dostupných a účinných vakcín spolu se získanou imunitou těch, kdo už nemoc prodělali, pandemii zbrzdí a nakonec zastaví.

Jihoafrická mutace ale Murraye zneklidnila proto, že dokáže obejít imunitu získanou očkováním i již prodělanou nákazou, upozornil deník The Daily Mail. Teď se navíc objevil výše zmíněný hybrid, který to dokáže taky a navíc by mohl být i nakažlivější a k tomu odolnější.

Varianta kombinující vlastnosti mutace z Kentu a Kalifornie zatím nemá název. Byla potvrzena kultivací (genetickým sekvenováním) zatím jen v jednom případě. Panují však obavy, že případů je víc a vzhledem k větší virulentnosti může podobně jako britská mutace v Evropě začít vytlačovat původní variantu.

Rekombinační událost

O hybridní formě koronaviru, která vznikla takzvanou rekombinační událostí varianty B.1.1.7 poprvé zachycené v britském Kentu a kalifornské varianty B.1.429, informoval odborný server New Scientist. K rekombinační události dochází ve chvíli, kdy viry dvou variant infikují stejnou buňku a během následné replikace si vyměňují genetickou informaci. Vznikají tak nové viry, jež obsahují části RNA obou výchozích variant. Běžná mutace přitom vzniká z chyb při replikaci jedné varianty viru.

„Tahle událost by mohla umožnit viru zkombinovat vyšší infekčnost a větší odolnost,“ varovala podle New Scientist vědkyně Bettea Korberová z Národní laboratoře v Los Alamos v Novém Mexiku, kde byla hybridní varianta 2. února zachycena.

Věděli jsme, že k tomu může dojít

O tom, že může k rekombinaci dojít, vědci věděli, pokládali to ale za málo pravděpodobné, protože je třeba shody mnoha okolností. K nim může dojít jen při velkých a vleklých epidemiích, s jakou se teď Spojené státy a s nimi svět potýká poprvé od pandemie španělské chřipky v minulém století.

Zároveň je třeba, aby se jeden člověk nakazil dvěma nebo více variantami viru. To je možné například, když prodělává bezpříznakovou formu onemocnění nebo je už nakažený a příznaky covidu se u něj zatím neprojevily.

„Věděli jsme, že k tomu může dojít. Že ta možnost existuje. V této chvíli ještě nevíme, jak fakt, že k tomu došlo, ovlivnil schopnosti viru obejít účinky vakcíny,“ řekl Daily Mailu John McCauley ze Světové zdravotnické organizace.

Rekombinace je nebezpečná zejména v tom, že může náhle změnit klíčové vlastnosti viru. „Může to být velmi nebezpečné, protože může dojít ke změně celých proteinových částí viru a vést k tomu, že se stanou očkovací látky neúčinnými,“ potvrdila Daily Mailu evoluční viroložka Emilia Skirmunttová z Oxfodrské univerzity.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

V Litvě chtějí banku DNA, aby jednou identifikovali partyzány

Několik litevských institucí zvažuje zřídit banku DNA, v níž by uchovávaly vzorky s genetickými informacemi příbuzných poválečných partyzánů, kteří bojovali proti SSSR. Ty by jim v budoucnu měly pomoci identifikovat ostatky účastníků odboje, které Sověti pohřbívali tajně v neoznačených hrobech, napsal server litevské veřejnoprávní rozhlasové a televizní stanice LRT.

„Nyní se rozhodujeme, kde by (DNA) banka měla být,“ uvedl Eugenijus Peikštenis, poradce litevského Střediska pro studium genocidy a odboje, které stojí za touto iniciativou společně se Státní službou soudního lékařství a Litevským policejním střediskem forenzních věd.

Litva po rozpadu ruské carské říše nejprve získala samostatnost, za druhé světové války se však stala jednou z obětí sovětsko-německého paktu Ribbentrop-Molotov. Na základě jeho tajného dodatku Rudá armáda obsadila v roce 1940 Litvu a celé Pobaltí. V roce 1941 okupoval litevské území nacistický wehrmacht, o tři roky později se země znovu stala součástí Sovětského svazu. Nezávislost Litva získala zpět v roce 1990.

Protisovětského odboje se v letech 1944 až 1953 účastnilo přes 50 tisíc litevských partyzánů. Při započítání členů podzemních organizací a také jejich podporovatelů čítalo hnutí na 100 tisíc lidí, podotkla LRT. Sovětské bezpečnostní složky přes 20 tisíc účastníků odboje zabily. Na základě rozkazu z Moskvy v roce 1946 je pohřbívaly tajně v neoznačených hrobech.

Podle Peikštenise může pátrání po ostatcích všech partyzánů trvat ještě desítky let, přičemž jejich příbuzní jsou často v pokročilém věku. Pracovníci Střediska pro studium genocidy a odboje proto už odebrali vzorky DNA několika příbuzným někdejších partyzánů a v současné době je uchovává Státní služba soudního lékařství. Tyto vzorky by se jednou měly stát základem plánované banky DNA.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vědci získali nejstarší DNA na světě. Z klu mamuta, který žil před víc než milionem let

Nejstarší DNA na světě byla extrahována z klu mamuta, který žil před 1,2 miliony lety a byl nepřímým předkem populárního - a samozřejmě rovněž vyhynulého - druhu, mamuta srstnatého. Podle nové studie je nejstarší DNA z dosud neznámé genetické linie mamuta. Vědci analyzovali genomy ze tří těchto pravěkých živočichů pomocí DNA získané z klů pohřbených v sibiřském permafrostu (trvale zmrzlé půdě).

Vědci analyzovali tři mamutí kly z permafrostu na Sibiři. Zjistili, že jsou z doby před 1,2 miliony lety, cca 1,1 milionem let a před 700 tisíci roky. A právě ten nejstarší exemplář pochází z mamuta, který hned dostal přezdívku Krestovka podle stejnojmenné řeky v této oblasti Ruska, napsal magazín National Geographic.

Mamut Krestovka se podle paleontologů lišil od ostatních sibiřských mamutů, kteří naši planetu obývali před více než dvěma miliony lety. Vědci získali poznatky o evoluci a migraci mamutů i porovnáním s DNA mamutů srstnatých, posledních žijících příslušníků tohoto druhu chobotnatců.

Poslední mamuti definitivně zmizeli zhruba před 4000 lety, připomíná agentura Reuters.

Pozůstatky objeveny už v 70. letech

Vědci každopádně ve středu 17. února oznámili, že získali a poté sekvenovali DNA z pozůstatků tří mamutů, „bratranců” dnešních slonů. Mamuti patřili mezi velké savce, kteří dominovali krajinám doby ledové. Jejich vzorky zůstaly pohřbené v podmínkách permafrostu, což právě vedlo k zachování pravěkého genetického materiálu.

Ale zatímco tyto mamutí pozůstatky byly na Sibiři objeveny již počátkem 70. let minulého století, tak k extrakci DNA byly zapotřebí až nové vědecké metody. Nejstarší z oněch tří, objevený poblíž řeky Krestovky, byl starý přibližně 1,2 milionu let. Další, z blízkosti řeky Adyča, byl starý přibližně jeden až 1,2 milionu let. Třetí mamut od řeky Čukočja žil zhruba před 700 000 lety.

„Určená DNA je neuvěřitelně stará. Je tisíckrát starší než Vikingové a ještě dalece předchází existenci moderních lidí a neandertálců,“ rozplývá se evoluční genetik Love Dalén z Centra pro paleogenetiku ve Švédsku, který vedl výzkum nyní publikovaný v odborném časopise Nature.
První mamuti, kteří odešli do Severní Ameriky

Nejstarší ze tří vzorků, mamut Krestovka, patřil k dosud neznámé genetické linii, která se před více než dvěma miliony roky oddělila od linie, která vedla ke známému mamutovi srstnatému, se kterým se dobře seznámili i lidé.

Jeden z autorů nové studie, genetik Tom van der Valk ze švédské laboratoře SciLifeLab konstatoval, že členové „linie Krestovka” byli prvními mamuty, kteří migrovali ze Sibiře do Severní Ameriky přes dnes již zmizelý pozemní most před asi 1,5 miliony lety. Mamut srstnatý migroval později, asi před 400 až 500 000 lety.

Odborníci rovněž odhalili, že linie mamuta „Adyča” byla rodovým předchůdcem mamuta srstnatého a jedinec „Čukočja” je zase jedním z nejstarších nalezených pozůstatků mamuta srstnatého.

Doposud nejstarší odhalená DNA, tedy samoreplikující se materiál nesoucí genetickou informaci v živých organismech, pocházela z koně, který žil na kanadském Yukonu zhruba před 700 tisíci lety. Pro srovnání, lidský druh Homo sapiens se poprvé objevil zhruba před 300 tisíci lety.

„Teď to je poprvé, co někdo získal DNA ze vzorků starších více než milion let, což byla docela výzva. Získání dat a jejich analýza nám zabrala několik let,“ dodal Dalén podle agentury Reuters.

Většina znalostí o prehistorických tvorech pochází ze studia fosilií jejich kostí, nicméně takové bádání naráží na určité limity. Prastará DNA může pomoci vyplnit prázdná místa, ovšem velmi rychle podléhá zkáze. Nové sofistikované výzkumné techniky expertům umožňují obnovit stále starší genetické informace.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Lidský epigenom je přečtený. Vědci odhalili, která místa v genomu mohou za nemoci

Vědci odhalili v lidském genomu na třicet tisíc míst, která rozhodují o aktivitách genů a podílejí se na stovkách lidských vlastností včetně sklonu k civilizačním chorobám.

Onemocnění, jako je hemofilie, cystická fibróza, Huntingtonova choroba nebo Duchenneova svalová dystrofie, mají pacienti vepsané do dvojité šroubovice DNA. V „textu“ dědičné informace tvořeném třemi miliardami písmen genetického kódu u nich došlo k „překlepu“. Závažné chyby v dědičné informaci nesou také buňky zhoubných nádorů. Řada civilizačních chorob, jako je obezita, zvýšený krevní tlak, ateroskleróza nebo cukrovka druhého typu, však propuká v důsledku změn v aktivitě genů bez toho, že by se měnila písmena genetického kódu.

Jsou vyvolány „povrchovými úpravami“ dvojité šroubovice. Genetici označují tyto změny DNA jako epigenetické. Epigenetickým změnám vděčíme za svůj vznik. Všechny buňky našeho těla mají prakticky totožnou dědičnou informaci, a přesto se od sebe bílá krvinka, svalová buňka nebo neuron mozku na první pohled liší a v organismu plní zcela odlišné funkce.

Už ve formujících se tkáních embrya mění epigenetické „povrchové úpravy“ aktivitu genů. Některým přidají plyn, jiným zase šlápnou na brzdy. V každém typu buňky se tak sice nachází stejný orchestr genů, ale ten hraje velmi odlišné melodie. Po narození reaguje lidský organismus epigenetickými změnami na vlivy vnějšího prostředí. Nezdravým životním stylem nutíme dědičnou informaci k rozsáhlým „povrchovým úpravám“, s nimiž pak orchestr genů „hraje falešně“. Může to mít za následek třeba infarkt myokardu.

Záhada „genetické vycpávky“

Když genetici před dvaceti lety zveřejnili první nahrubo přečtené lidské genomy, patřil k největším překvapením tohoto průlomového počinu malý počet genů. Člověk jich má v dědičné informaci asi třiadvacet tisíc. Stejně jako myš a o málo víc než muška octomilka. Z celkového počtu tří miliard písmen genetického kódu tvoří geny necelá dvě procenta. Zbytek lidské DNA vědci dlouho považovali za bezvýznamnou genetickou „vycpávku“.

Když genetici zapátrali v přečtených lidských genomech po kombinacích písmen genetického kódu, které zvyšují rizika civilizačních onemocnění, nacházeli je většinou v „genetické vycpávce“. Varianty genů se daly spojit jen se sedmi procenty vloh ovlivňujících riziko onemocnění. Bylo jasné, že úseky DNA v „genetické vycpávce“ významně promlouvají do „povrchové úpravy“ dvojité šroubovice DNA a tím i do aktivity genů.

Proniknout do tohoto komplikovaného přediva regulací genů je podstatně náročnější úkol, než s jakým se lidstvo vypořádalo před dvěma desetiletími přečtením lidského genomu. Významný pokrok na tomto poli nyní hlásí tým genetiků a bioinformatiků vedený Manolisem Kellisem z bostonského MIT. Výsledky jejich práce zveřejnil přední vědecký časopis Nature. Vědci zhodnotili epigenetické „povrchové úpravy“ dědičné informace z více než osmi set vzorků různých lidských tkání a buněk.

„Naše buňky používají epigenetické značky k tomu, aby si zapamatovaly, co má každý typ buněk a každý typ tkáně v lidském těle zapnout a co naopak vypnout. Jsou to jakési genetické lepicí papírky, značky zvýrazňovačem, nebo podtržené pasáže,“ přibližuje práci svého týmu Manolis Kellis.

Šance na nové léky

Kellis a jeho spolupracovníci hledali v lidském genomu místa, která řídí „povrchové úpravy“ dědičné informace a kontrolují tak aktivitu genů. Některé úseky DNA označované jako enhancery čili zesilovače se po vazbě speciálních proteinů přičiní o zvýšení aktivity genů. Jiné úseky známé jako represory po vazbě jiných proteinů aktivitu genů potlačují. Odhalení jejich funkcí je složité, protože působí na dálku.

Gen můžou od jeho represorů či enhancerů dělit úseky DNA tvořené miliony písmen genetického kódu. Vědcům komplikoval práci také fakt, že jednotlivá regulační místa lidského genomu se mohou zapojit do různých „týmů“ a pak se podílí na větším počtu aktivit buňky.

Celkem vědci vytipovali deset tisíc epigenetických značek a s jejich sledováním se snažili proniknout do organizace aktivit genů různých buněk a tkání. Do centra jejich pozornosti se dostaly celkem dva miliony úseků DNA fungujících jako zesilovače genů. O jejich důležitosti svědčí fakt, že zabírají třináct procent lidského genomu, tedy několikanásobně víc než samotné geny.

Studované enhancery bylo možné zařadit do tří set různých týmů, z nichž každý řídil v buňkách jiné procesy. Přitom vědci vytipovali přes tři miliony vazeb mezi jednotlivými geny a regulačními úseky dědičné informace. Vznikl tak dosud nejkomplexnější obraz systému regulací lidského genomu.

Mechanismy onemocnění

Manolis Kellis se svým týmem odhalil v lidské DNA třicet tisíc míst „genetické vycpávky“, která se podílejí na řízení aktivity genů prostřednictvím „povrchových úprav“. Enhancery často fungují v konkrétních tkáních. Třeba různé varianty genetických zesilovačů spojované s inteligencí korigují povrchové úpravy a tím i aktivitu genů v mozku. Enhancery spojované s mírou rizika infarktu myokardu řídí aktivitu genů v srdeční svalovině, stěnách cév, ale také v tukové tkáni a játrech.

Kellis a jeho spolupracovníci nyní zkoumají tkáně pacientů trpících různými onemocněními. Zajímá je srdeční svalovina kardiaků, mozkové buňky pacientů s Alzheimerovou chorobou, nebo svaly a tuková tkáň obézních lidí. Odlišnosti v aktivitách genů oproti tkáním zdravých lidí mohou mnohé napovědět o mechanismech onemocnění a otevřít tím cestu k jejich léčbě a prevenci.

Dnes už je jisté, že i některé zhoubné nádory nemají poškozenou DNA. Chaos v jejich dědičné informaci padá plně na vrub epigenetických změn. „Doufáme, že náš výzkum napomůže k urychlení vývoje léků pro mnoho onemocnění,“ říká Manolis Kellis.

Zdroj: Lidovky.CZ
zpět

První extrakce DNA z miliony let starého mamutího zubu

Poprvé byla zachovaná DNA získána z pozůstatků zvířat starších více než milion let. DNA patřila dvěma mamutům, kteří žili přibližně před 1,2 miliony let.

Genetické sekvenování mění naše chápání vývoje mamutů. Odhalují, že v té době byla Sibiř domovem dvou odlišných skupin těchto zvířat. Mamuti Severní Ameriky byli produktem křížení mezi těmito dvěma skupinami a od každé získali polovinu své DNA.

"Místo toho, aby na Sibiři byl před 1–2 miliony let jeden druh [nebo linie] mamutů, nyní to vypadá, že existují dvě,“ říká Love Dalén z Centra pro paleogenetiku ve švédském Stockholmu.

První mamuti se vyvinuli v Africe asi před 5 miliony let. "Původně to byl tropický druh," říká Dalén. Ale během příštích několika milionů let se někteří mamuti odstěhovali z Afriky.

Hlavním typem byl mamut stepní (Mammuthus trogontherii), který se vyvinul v severní Eurasii asi před 1,7 miliony let. Později se stala Severní Amerika domovem kolumbijských mamutů (Mammuthus columbi). Slavní mamuti vlnovití (Mammuthus primigenius) žili v Eurasii nedávno, poslední zemřeli před pouhými 4000 lety.

Jak tyto druhy spolu souvisejí a proč se vyvíjely zrovna tak, jak se vyvíjely, jsou složité otázky, na které je ještě třeba odpovědět.

Dalénova kolegyně Patrícia Pečnerová, nyní na univerzitě v Kodani v Dánsku, extrahovala DNA ze tří mamutích zubů nalezených na severovýchodě Sibiře. V 70. letech je shromáždil zesnulý ruský paleontolog Andrej Sher. Dva zuby, z Krestovky a Adychy, vypadají, jako by patřily stepním mamutům, a jsou staré 1,1–1,2, respektive 1-1,2 milionu let. Třetí, z Chukochya, se zdá být mamutem vlnovým a je 500-800 000 let starý.

Druhé zuby jsou prvními vzorky staršími než milion let, jejichž DNA byla přečtena. To je mnohem více než předchozí sekvenace starověké DNA, 700 000 let starého koně, i když se ukázalo, že je možné získat proteinové sekvence z ještě starších pozůstatků, včetně 1,9 milionu let starého zubu Homo erectus.

"Vypadá to suprově," říká Rebekah Rogers z University of North Carolina v Charlotte. "Spojuje paleontologii a genetiku v hlubším časovém horizontu než kdykoli předtím."

Tým zjistil, že zuby Adycha a Chukochya vypadaly jako předchůdci zubů pozdějších vlněných mamutů. Ale zub Krestovky byl překvapením. Přestože byl přibližně stejně starý jako Adycha, její DNA byla zcela odlišná. Mamut, ke kterému patřil, byl členem samostatné linie, která se oddělila od ostatních euroasijských mamutů nejméně před 1,78–2,66 miliony let.

Dalénův tým věří, že mamuti Krestovka byli ti, kteří nejprve kolonizovali Severní Ameriku a překročili pozemní most na dnešní Aljašku asi před 1,5 miliony let. "Podle našeho modelu byli mamuti v Severní Americe před 1,5 až 0,5 miliony let výhradně druhu Krestovka," říká Dalén.

Ale pozdější kolumbijští mamuti ze Severní Ameriky, jejichž DNA byla dříve sekvenována, nebyli jen potomky mamutů Krestovka. Příběh nabral jiný směr. Na Sibiři ze stepních mamutů postupně vznikali vlnění mamuti. Mnohem později „malá skupina vlněných mamutů překročila pozemní most v Beringu a přešla do Severní Ameriky, kde se zkřížila se zbytkem mamutů Krestovka,“ říká Dalén.

Výsledkem byly kolumbijští mamuti, kteří byly směsí Krestovky a dřívějších mamutů v poměru 50:50.

Zdá se, že takové křížení je u původu nových druhů běžné, říká spoluautor Tom van der Valk z univerzity ve Uppsale ve Švédsku. "Toto je jedna z hlavních věcí, která se změnila v posledním desetiletí, když mluvíme o rozdělení druhů." Stále více se zdá, že kdykoli se podíváme, najdeme tok genů mezi liniemi, které byly nějakou dobu oddělené a poté znovu smíchané. “

"Tato studie ukazuje, že vývoj v biologii je chaotický," říká Tori Herridge z Natural History Museum v Londýně. Vznik druhu je zřídka tak jednoduchý jako rozdělení populace na dvě části, říká.

Analýzy také vrhají nové světlo na vývoj vlněných mamutů.

Dříve se předpokládalo, že u těchto zvířat se vyvinul tlustý kožich a další změny v reakci na chladné klima doby ledové. "Vždy se to považovalo za ztělesnění mamutů přizpůsobených chladu," říká Herridge.

Ale DNA ukazuje, že mnoho adaptací na zimu již bylo přítomno v dřívějších populacích stepních mamutů. "Byl to spíše postupný proces, který se v tomto prostředí pomalu zdokonaloval, než jedna rychlá změna," říká van der Valk.

To znamená, že možná budeme potřebovat nové vysvětlení pro vývoj některých rysů mamutích kožichů, říká Herridge. "Možná nebyla adaptace za dobu ledovou hlavním hnacím motorem."

Zdroj: New Scientist
zpět

Ve Wu-chanu se šířil koronavirus už koncem roku 2019, už tehdy mutoval

Tým Světové zdravotnické organizace (WHO), který letos ve Wu-chanu pátral po původu koronaviru způsobujícího covid-19, zjistil, že už v prosinci 2019 byla epidemie ve městě mnohem rozsáhlejší, než se dosud uvádělo. Už tehdy ve městě existovalo několik kmenů koronaviru SARS-CoV-2, uvedla stanice CNN s odvoláním na šéfa mise Petera Bena Embareka.

Embarek po návratu z Wu-chanu do Švýcarska řekl, že tým WHO nalezl několik důkazů o mnohem rozsáhlejší epidemii koronaviru ve městě na konci roku 2019: „Virus hodně koloval ve Wu-chanu už v prosinci (2019), což je nové zjištění.“ Dodal, že čínští vědci týmu představili 174 případů covidu z prosince 2019. Sto z nich bylo potvrzeno laboratorními testy, u zbylých 74 se nákaza dovodila pomocí symptomů.

Tým také mohl mluvit s prvním nakaženým v Číně, úředníkem nad čtyřicet let věku, který nikam necestoval a onemocněl 8. prosince. „Neměl žádný vztah k tržištím (kde se virus šířil). Vedl nudný normální život, bez túr do hor nebo něčeho podobného. Byl to úředník v soukromé společnosti,“ řekl Embarek.

Vzhledem k inkubační době je zřejmé, že koronavirus SARS-CoV-2 se ve městě šířil už na přelomu listopadu a prosince. Počet případů z prosince Embarek odhadl na základě čísel prezentovaných čínskými lékaři na více než tisíc, protože v předpandemické době byly zachyceny jen vážné případy.

„Ještě jsme nevytvořili žádný model, ale víme, z přibližných čísel odjinud, že v infikované populaci je 15 procent vážných případů a většina má mírný průběh,“ vysvětlil, proč se domnívá, že už v prosinci bylo ve městě více než tisíc nakažených. Vyzval proto čínské úřady, aby zpřístupnily tisíce vzorků krve odebraných nemocným ve městě v prosinci.

Tým WHO také zkoumal 92 lidí z provincie Chu-pej, kde leží Wu-chan, u nichž panovalo podezření, že se nakazili koronavirem dříve než v prosinci 2019. Na žádost WHO se u nich provedly testy na protilátky, přičemž u 67 vyšly negativní. Embarek dodal, že jsou potřeba další testy a že také není jisté, zda se u lidí dá zjistit přítomnost protilátek více než rok po prodělání nemoci. Upřesnil, že pocházeli z různých míst, takže není podezření na nějaké ohnisko.

Třináct mutací

Embarek dodal, že se týmu, který tvořilo 17 čínských expertů a sedmnáct vědců WHO, při zkoumání prvních případů podařilo rozšířit genetický materiál viru studiem částečných sekvencí – ve Wu-chanu už tehdy existovalo 13 různých genetických linií. „Některé z nich jsou z tržišť, ale některé ne,“ upřesnil. Původně se uvádělo, že se virus rozšířil z tržiště Chua-nan, kde se prodávaly ryby a divoká zvířata, ale pak tým WHO uvedl, že tržnice, kde se virus objevil, byly dvě. „To jsme zjistili v rámci naší mise,“ dodal.

Velké množství odlišných kmenů podle Embareka znamená, že choroba se musela šířit ještě před prosincem 2019, i když čínští vědci zdůrazňují, že takové případy nebyly zaznamenány. „Protože u sekvencí získaných ve Wu-chanu z prosince 2019 už existovala genetická diverzita u SARS-CoV-2, je pravděpodobné, že se virus šířil déle než měsíc,“ komentoval zjištění virolog ze Sydneyské univerzity Edward Holmes. „Tato data zapadají do jiných analýz, že se mezi lidmi virus objevil před prosincem 2019 a existovalo období skrytého přenosu, než byl poprvé zachycen na tržišti Chua-nan.“

Tým WHO doufá, že se bude moci do Wu-chanu vrátit a pokračovat ve vyšetřování, dodal Embarek. Zatím ale není jasné, zda k tomu dojde. USA kritizovaly Čínu, že měla týmu poskytnout raná, nezpracovaná data. Čína se vůči kritice ohradila.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Nejstarším písmem na Moravě nebyla hlaholice, ale starogermánské runy

Nejstarším písmem starých Slovanů není hlaholice, kterou vytvořili na Velké Moravě svatí Cyril a Metoděj, ale starogermánské runy. Potvrdil to unikátní nález v lokalitě Lány u Břeclavi. Archeologové tam našli žebro z tura, který žil zhruba v období 600 našeho letopočtu, s vyrytým nápisem. Jeho analýzou vědci ze čtyř zemí zjistili, že dlouho před příchodem věrozvěstů někdo na kost vytvořil runový nápis v tzv. starším futharku.

Starogermánské runy jsou známy ze slavné filmové trilogie Pán prstenů. Veřejnost se s nimi může setkat ve filmech a počítačových hrách z oblasti fantasy.

Vyryté znaky na kosti určil specialista na starogermánské jazyky Robert Nedoma z vídeňské univerzity. Nápisy v runách jsou obvykle spojovány s mytologií. Kost z Břeclavska byla ale překvapivě učební pomůckou.
Záznam na žebru z tura

Styl starší futhark používalo germánsky mluvící obyvatelstvo střední Evropy od druhého do sedmého století našeho letopočtu. Abeceda staršího futharku byla tvořena 24 znaky, z nichž posledních sedm bylo vyryto právě na zlomeném žebru nalezeném na Břeclavsku.

Je pravděpodobné, že původně byla na kosti celá runová abeceda. Nejednalo se tedy o konkrétní sdělení, ale spíše o učební pomůcku, o čemž svědčí i některé chyby v zápisu. V současné době znají vědci z celé Evropy jen 17 nálezů kompletních či částečně dochovaných řad staršího futharku. Kost našli archeologové při výzkumech v roce 2017.

„Podrobně ji prozkoumal mezinárodní tým složený z vědců z Česka, Rakouska, Švýcarska a Austrálie a zjistil, že se jedná o nejstarší nápis nalezený u Slovanů, což je nebývalý úspěch nejenom v rámci výzkumů v České republice, ale v celé Evropě,“ řekl Právu vedoucí Ústavu archeologie a muzeologie Filozofické fakulty Masarykovy univerzity Jiří Macháček, který zároveň stál v čele mezinárodního vědeckého týmu zkoumajícího unikátní objev.

Nejstarší písmo Slovanů bylo germánské

K analýze kosti byly použity nejnovější genetické a radiokarbonové metody a stáří nápisu potvrdila také traseologická metoda a elektronová skenovací mikroskopie.

„Z těchto citlivých analýz vyplývá, že kost pochází z tura domácího,“ poznamenala Zuzana Hofmanová, členka týmu z University of Fribourg ve Švýcarsku, která se specializuje na analýzu archaické DNA.

Až dosud se za nejstarší písmo Slovanů považovala hlaholice. Přelomový objev archeologů Masarykovy univerzity ukazuje, že Slované již před zavedením hlaholice přišli do kontaktu s runami, které mohli používat například k počítání nebo k věštění.

Nález zároveň zpochybňuje vyhraněnou kulturní odlišnost mezi germánskou a slovanskou částí Evropy. „To, že jde o nejstarší doklad písma u Slovanů, je samozřejmě zajímavé pro přibližně 300 milionů lidí, kteří mluví některým ze slovanských jazyků,“ dodal Macháček.

O nálezu publikovali archeologové článek v jednom z nejvýznamnějších světových archeologických časopisů Journal of Archaeological Science. Po skončení výzkumů, které na zmíněné lokalitě stále probíhají v rámci projektu EXPRO financovaného Grantovou agenturou ČR, budou runy z Lánů vystaveny pro veřejnost v prostorách Masarykovy univerzity.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Němečtí výzkumníci rozchodili myši s poškozenou míchou. Jedinou injekcí

Myším se zcela poškozenou míchou, neschopným pohybovat zadníma nohama, píchli němečtí vědci syntetickou bílkovinu, která stimuluje růst neuronů. Přerušené nervové buňky v míše dorostly a zvířata začala po pár týdnech chodit, informoval vědecký server Science Daily.

Poranění míchy patří k těm nejvíce oslabujícím. Poškozená nervová vlákna (axony - funkční výběžky neuronu) již nemusí být schopna přenášet signály mezi mozkem a svaly, což často vede k ochrnutí končetin. Axony se navíc pak nemohou regenerovat.

V rámci nové studie tak Němci obnovili schopnost chodit u myší, které byly paralyzovány po úplném poranění míchy. Tým z Ruhr-Universität Bochum vytvořil jakýsi „návrhářský“ signální protein a vstříkl jej do mozku zvířat, čímž stimuloval jejich nervové buňky k regeneraci a „sdílel s nimi recept” na tvorbu dané speciální bílkoviny.

Vědci se rozhodli opravit poškozené axony proteinem, který nazývají hyper-interleukin-6 (hIL-6). Jde o syntetickou verzi přirozeně se vyskytujícího peptidu (chemická sloučenina organického původu, která vzniká spojením několika aminokyselin peptidovou vazbou), který byl laboratorně vylepšen, aby stimuloval regeneraci nervových buněk.

„Jedná se o tzv. designový cytokin, což znamená, že se v této podobě v přírodě nevyskytuje a musí být vyroben pomocí genetického inženýrství,” vysvětlil podle webu New Atlas autor studie Dietmar Fischer.

Dosud platí, že paralýza způsobená poškozením míchy je celkově nenapravitelná. S novým terapeutickým přístupem se ale vědcům poprvé podařilo přimět myši, aby znovu chodily. Protein tedy stimuluje regeneraci nervových buněk.

Viry dodávají mozku plán výroby proteinu

Fischerova výzkumná skupina už v dřívější studii zjistila, že hyper-interleukin-6 může účinně stimulovat regeneraci nervových buněk. Jak připomíná Science Daily, klíčový je ale i samotný způsob, jak to zvířatům podat.

Ve své současné studii tým z Bochumi indukoval nervové buňky motoricko-senzorické kůry, aby samy produkovaly hIL-6. Za tímto účelem použili viry vhodné pro genovou terapii, které pomocí injekční stříkačky umístili do snadno přístupné oblasti mozku. Tam viry dodávají „plán produkce proteinu” specifickým nervovým buňkám, motoneuronům.

„Léčba genovou terapií pouze několika neuronů tak stimulovala axonální regeneraci různých nervových buněk v mozku a několika motorických traktů v míše současně. Nakonec to umožnilo dříve ochrnutým zvířatům začít chodit po dvou až třech týdnech. To nás zpočátku velmi překvapilo, protože po úplné paraplegii se to nikdy předtím neukázalo jako možné,” uvedl Fischer.

Výzkumný tým nyní zjišťuje, do jaké míry lze tento nebo podobné přístupy kombinovat s dalšími opatřeními k optimalizaci podávání hyper-interleukinu-6 a dosažení nových funkčních vylepšení. Rovněž zkoumají, zda má protein u myší stále pozitivní účinky i po dalších týdnech.

„To bude důležité vědět pro případné budoucí použití u lidí,” uzavřel německý expert.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vědci rozluštili ptakopysčí genom. Raritou jsou hlavně pohlavní chromozomy

Biologové detailně prozkoumali genom ptakopyska. Narazili na množství podivností. Výzkum starobylých savců slibuje kromě jiného nové léky.

Když na sklonku osmnáctého století doputovaly z Austrálie do Anglie první vycpaniny ptakopysků, vzbudily mezi přírodovědci bujaré veselí. Zvíře s tělem velkého krtka, bobřím ocasem, vydřími končetinami a kachním zobákem považovali pobavení učenci za podvrh vzniklý sešitím těl několika různých živočichů. Jako nesmysl odmítali také zprávy o tom, že tohle zvíře nerodí mláďata, ale klade vejce. Jedinečného představitele australské fauny definitivně rehabilitoval oficiálním vědeckým popisem teprve v roce 1799 správce zoologických sbírek Britského muzea George Shaw.

S odstupem více než dvou století ptakopysk na tajemnosti mnoho neztratil. Nedávno vědci čirou náhodou zjistili, že srst ptakopysků pod ultrafialovým světlem zeleně fosforeskuje. K čemu je to ptakopyskům dobré, zůstává záhadou.

Ptakopysk také patří k nemnoha savcům, kteří produkují jedy. Samcům ústí vývod jedové žlázy na ostrém ostruhovitém výběžku zadní končetiny. Jed se tvoří v období páření a samci ho využívají při vzájemných soubojích o samice a revíry. Člověka bodnutí ostruhou ptakopyska neohrozí, ale je velmi bolestivé.

Zobákovité čelisti pokryté měkkou kůží má ptakopysk protkány hustou sítí nervů. Sbírají podněty nejen z šedesáti tisíc hmatových receptorů, ale také ze čtyřiceti tisíc zvláštních tělísek schopných reagovat na elektrické pole. Ptakopysci jsou noční tvorové. Pod hladinou potoků a řek loví se zamhouřenýma očima a uzavřenými sluchovými otvory, takže nic nevidí a neslyší. Kořist jim prozradí elektrické pole vznikající v důsledku životních aktivit nejrůznějších drobných vodních tvorů.

Australští vědci už nějakou dobu upozorňují na smutný fakt, že ptakopyskům hrozí vyhubení. Na vině je kromě jiného výstavba přehrad a intenzivní zemědělství narušující vodní toky. Vážné nebezpečí pro ně představují také importované šelmy, jako jsou například lišky.

Lék z mléka ptakopysků

Početný mezinárodní tým vedený Frankem Grutznerem z University of Adelaide nyní zveřejnil ve vědeckém časopise Nature výsledky detailních analýz genomu ptakopysků. Poprvé byla dědičná informace tohoto živočicha přečtena v hrubých rysech už před dvanácti lety. Nové analýzy však dovolují vědcům nahlédnout do tajů organismu vejcorodých savců mnohem hlouběji. Odhalily například jeden z důvodů, proč samice ptakopyska produkují mléko a mládě dlouho kojí.

Ptáci zajišťují svým zárodkům ve vejcích dostatek živin díky trojici genů důležitých pro tvorbu žloutku. Ptakopysk si ale zachoval jen jeden z těchto genů. Jeho zárodku ve vejci živiny brzy docházejí. Musí je získávat z jiného zdroje a tím je mateřské mléko. Má to ale háček.

Ptakopyskům se nevyvinuly bradavky. Samice vylučuje mléko z přeměněných potních žláz. Sekret hromadí v záhybech kůže na břiše, odkud ho mládě nabírá měkkými zobákovitými čelistmi. Mléko ptakopysků obsahuje bílkoviny hubící bakterie. Mají velmi neobvyklý tvar.

Kudrnatá bílkovina

Řetězec bílkoviny je extrémně zakroucený. Vědci mu přezdívají Shirley Temple. Připomíná totiž kudrny slavné dětské filmové herečky. Evoluce vybavila ptakopysky touto antibakteriální zbraní na ochranu mláďat před infekcí. Hrozí jim při pití mléka rozteklého po matčině znečištěné kůži. Antibakteriální bílkoviny z mléka ptakopysků mohou být v budoucnu využitelné k léčbě infekcí vzdorujících antibiotikům.

Jejich zvláštní prostorové uspořádání chtějí biologové využít jako vodítko pro syntézu širokého spektra bílkovin s podobnou trojrozměrnou strukturou. Ty nejúčinnější by pak testovali jako kandidáty na nová léčiva.

Narůstající rezistence bakterií k antibiotikům představuje pro současnou medicínu noční můru. Světová zdravotnická organizace vyzývá k řešení této tzv. antibiotické krize s velkým důrazem už od roku 2014.

Jedinečné určení pohlaví

Genom přečtený před dvanácti lety patřil samici ptakopyska. Nově přečetli vědci i dědičnou informaci samce. Umožnilo to lépe pochopit jedinečný způsob určení pohlaví těchto zvířat. Samci ptakopysků postrádají gen SRY, který sehrává klíčovou roli ve vývoji samčího pohlaví u drtivé většiny savců. Do určení pohlaví u nich zásadním způsobem promlouvá gen DMRT známý jako rozhodující regulátor určení pohlaví u plazů a ptáků. Naprostou raritu představují pohlavní chromozomy ptakopysků.

Většina savců má v buňkách pár pohlavních chromozomů. Samice disponují dvojicí chromozomů X. Samci mají kromě jednoho chromozomu X ještě pohlavní chromozom Y. Na něm se nachází gen SRY, který usměrňuje vývoj jedince v samce. Otcové předávají chromozom Y svým synům.

Ptakopyskové mají pohlavních chromozomů deset. Samice jsou vybaveny dvěma pěticemi chromozomů X. U samců doplňuje pětici chromozomů X pětice chromozomů Y. Geny sídlící na pohlavních chromozomech ptakopyska se nepodobají genům na chromozomech X a Y jejich savčích příbuzných.

Zvláštní genetická výbava přináší komplikace. Spermie vznikající ve varlatech samců se chrání před chaosem v dědičné informaci tím, že pohlavní chromozomy propojí do jednoho dlouhého řetězce. Podle výzkumu Grutznerova týmu se desítka pohlavních chromozomů původně nespojovala do řetězce, ale vytvářela uzavřený kruh, v němž se pátý chromozom Y spojil s prvním chromozomem X. Jistě to není poslední zvláštnost genomu ptakopysků.

Zdroj: Lidovky.CZ
zpět

Singapur jako první povolil prodej umělého kuřecího masa. Nugetky jsou vyrobené v bioreaktoru

Singapur udělil sanfranciskému start-upu Eat Just Inc. souhlas k prodeji jeho laboratorně vypěstovaných kuřat. Tento městský stát se tak stal první zemí světa, která povolila prodej uměle vyrobeného masa.

Výrobek, který byl laboratorně a průmyslově vytvořený z kultivovaných kuřecích buněk, byl schválen jako přísada do kuřecích nugetů po schválení Singapurskou potravinovou agenturou (SFA).

Zpočátku budou kuřecí nugety z laboratorně vypěstovaného masa k dostání jen v jediné singapurské restauraci, pokud se tam ale ujmou, pak výrobce plánuje rozsáhlou expanzi do dalších jídelen a maloobchodů v zemi, uvedl pro CNN Business Josh Tetrick, spoluzakladatel a výkonný ředitel Eat Just. Podle něj bude cena za toto umělé maso stejná jako za dražší kuřata, například z bio-chovů.

„Jedli jsme maso po mnoho set, mnoho tisíc let. Ale pořád jsme k tomu potřebovali zabít to zvíře – až doteď,“ řekl Tetrick.

Kultivované maso se vyrábí v takzvaném bioreaktoru. Jedná se o přístroj, ve kterém probíhá biologická reakce za přítomnosti aminokyselin, cukrů a soli. Výsledné nugetky mají 70 procent obsahu tohoto „masa“, zbytek tvoří proteiny získané z fazolí mungo. Podle společnosti mají vysoký obsah bílkovin a jsou bohatým zdrojem minerálů. Chce je prodávat pod značkou GOOD Meat.

Vzhledem k tomu, že zatím má společnost výrobní kapacity jen v Singapuru a severní Kalifornii, může nugetky prodávat pouze v Singapuru, ale doufá, že rozšíří prodej i do USA a západní Evropy. Kromě umělého kuřecího by ráda svou nabídku už v blízké budoucnosti obohatila také o umělé hovězí, jež vzniká podobný způsobem.

Společnost Eat Just již nyní vyrábí řadu produktů, které nejsou živočišného původu. Nejoblíbenější jsou vegetariánská vejce Just Egg, vyrobená z fazolí mungo a veganské majonézy.

Lidé chtějí maso – ale ne ze zvířat

Trend k nahrazování masa, který je patrný zejména v Evropě a Spojených státech, se projevuje už i v Asii. Navzdory globálnímu ekonomickému chaosu vyvolanému pandemií koronaviru si jiný startup se stejným zaměřením, společnost Impossible Foods, dokázal zajistit zhruba půl miliardy dolarů. Investice pocházely převážně od investorů z Asie.

Kalifornská společnost Beyond Meat zase minulý měsíc představila bezmasé „vepřové“ na budoucí prodej v Číně.

Evropská cesta

Celá myšlenka masa vyrobeného z živočišných proteinů, kvůli němuž ale nebudou muset umírat zvířata, vznikla v Evropě, kde také probíhá velmi intenzivní výzkum této technologie. V současné době už není problém takové maso vypěstované jen z buněk vytvořit, dokonce má již i správnou strukturu i chuť, nejsložitější je vymyslet a financovat infrastrukturu, která by umožnila vyrábět v dostatečném množství.

Hlavním motivem výroby masa bez zvířat je jednak etika, ale současně i ekonomika. Globální spotřeba masa stoupla od 60. let dvacátého století do současnosti čtyřnásobně. Pokud se světová populace během dalších pětatřiceti let zvětší ze současných sedmi miliard na deset miliard, bude světový strávník potřebovat o 70 procent více masa než nyní.

Analytici upozorňují, že dnešními metodami chovu zvířat nebude možné tyto stále stoupající potřeby lidstva pokrýt. Chov zvířat totiž vyžaduje velké množství krajiny a zvířata také potřebují ohromná kvanta vody (jedinou cestou, jak zvyšovat produkci masa, je kácení pralesů, kde se pak chová dobytek), což samozřejmě není dlouhodobě udržitelné.

Souběžně s tím stále přibývá etických námitek proti tomu, jak takové velkochovy vypadají, a řada ekologů a environmentalistů volá po omezení spotřeby masa. Existují studie, které tvrdí, že by stačilo, aby obyvatelé USA přestali jíst maso a změny klimatu by se zcela zastavily.

Zdroj: Česká Televize - ČT24
zpět

Jak psychedelické DMT podporuje tvorbu nových mozkových buněk

Nový rozsáhlý výzkum, publikovaný v časopise Translational Psychiatry, přináší výsledky několikaletých studií na zvířatech, které ukazují, jak psychedelická droga zvaná dimethyltryptamin (DMT) může podporovat plasticitu mozku a vyvolávat tvorbu nových neuronů. Výzkum předkládá důkazy, které naznačují, že halucinogenní účinky této drogy lze od tohoto mechanismu tvorby neuronů oddělit.

Ayahuasca je halucinogenní přípravek, o němž je známo, že jej v šamanském a náboženském kontextu konzumují domorodé populace v Jižní Americe. DMT je hlavní psychoaktivní sloučeninou tohoto psychedelického nápoje a stal se předmětem velkého množství výzkumů kvůli svým hluboce silným, ale krátce působícím halucinogenním vlastnostem.

Nedávná renesance psychedelické vědy zjistila, že halucinogenní drogy, jako je psilocybin, mohou vyvolat silné antidepresivní účinky. Předběžné studie zkoumající ayahuasku zaznamenaly podobné antidepresivní účinky. Předpokládá se, že pozitivní účinky těchto psychedelických látek na duševní zdraví pramení z jejich schopnosti stimulovat tvorbu nových neuronů, což je proces označovaný jako neurogeneze.

Tento nový výzkum vedený týmem španělských vědců si kladl za cíl zjistit, jakým mechanismem může DMT indukovat neurogenezi. V rámci několika pokusů na myších studie nejprve zjistila, že DMT skutečně podporuje akutní neurogenezi, a navíc tyto nové neurony mohou být spojeny s detekovatelným zlepšením paměti a poznávacích schopností zvířat.

"... tyto [nové hipokampální neurony] mají funkční dopad, protože léčba DMT během 21 dnů jasně zlepšila výkonnost myší v úkolech učení a paměti, v nichž hipokampus hraje zásadní roli," píší vědci v nové studii. "Tato pozorování jsou v souladu s předchozími pracemi, které ukazují, že neurogeneze dospělého hipokampu hraje v těchto kognitivních funkcích důležitou roli."

Pravděpodobně nejpřesvědčivějším zjištěním nového výzkumu je potvrzení, že tato psychedeliky indukovaná neurogeneze zřejmě vzniká mechanismem, který je oddělený od mechanismu, jenž vytváří halucinogenní účinek drogy.

Obecně se má za to, že halucinogenní vlastnosti většiny psychedelik vznikají stimulací serotoninových receptorů 5-HT2A v mozku, ale stále se diskutuje o tom, zda je neurogeneze vyvolaná psychedeliky zprostředkována stejnou aktivitou serotoninových receptorů.

Tento nový výzkum naznačuje, že neurogeneze může být zprostředkována prostřednictvím receptorů sigma-1 (S1R), u nichž bylo předchozím výzkumem zjištěno, že jsou rovněž ovlivňovány DMT. Studie ukazuje, že neurogenní účinek DMT lze účinně blokovat, pokud byl myším podáván antagonista S1R.

"Zde získané výsledky naznačují, že pozorované účinky DMT jsou zprostředkovány aktivací S1R," píší vědci ve studii. "V tomto ohledu se ukázalo, že stimulace S1R různými agonisty zvyšuje neurogenezi v hipokampu."

To vše nakonec znamená, že se zdá být možné, že účinek DMT stimulující nové neurony by mohl být oddělen od jeho halucinogenních a psychoaktivních vlastností. José Ángel Morales, autor nového výzkumu, naznačuje, že to slibně ukazuje na nové výzkumné cesty zkoumající způsoby využití terapeutického potenciálu neurogeneze.

"Tato schopnost modulovat plasticitu mozku naznačuje, že má velký terapeutický potenciál pro celou řadu psychiatrických a neurologických poruch, včetně neurodegenerativních onemocnění," říká Morales.

Tento výzkum není první, který upozorňuje na možnost oddělit terapeutický potenciál psychedelik od jejich halucinačních účinků. Americká vláda i komerční farmaceutické společnosti zkoumají způsoby, jak psychedelický účinek psychedelik buď zmírnit, nebo zcela eliminovat. V komunitě výzkumníků psychedelik se však vedou značné diskuse o tom, jak zásadní význam má vlastně ohromující psychoaktivní zážitek pro následný terapeutický přínos drogy.

"Výzvou je aktivovat naši spící schopnost tvořit neurony a nahradit tak neurony, které v důsledku nemoci odumírají," poznamenává Morales. "Tato studie ukazuje, že DMT je schopen aktivovat nervové kmenové buňky a tvořit nové neurony."

Nová studie byla publikována v časopise Translational Psychiatry.

Zdroj: web
zpět

Ruský biolog se i přes rizika stále snaží vytvářet CRISPR děti

Ruský biolog Denis Rebrikov sdělil časopisu New Scientist, že stále plánuje použít úpravu genomu pomocí CRISPR, aby zabránil dědičné hluchotě u dětí, přestože dnes vyšla významná mezinárodní zpráva, podle níž tato metoda zatím není dostatečně bezpečná, aby ji bylo možné vyzkoušet na lidech.

"Stále plánujeme opravit dědičnou mutaci nedoslýchavosti v [genu] GJB2, aby se neslyšícímu páru narodilo slyšící dítě," říká Rebrikov, který působí na Pirogovově lékařské univerzitě v Moskvě.

V letech 2018 a 2019 se v Číně narodily tři děti, jejichž genom byl upraven pomocí genové editace CRISPR. Nepovolené vytvoření těchto embryí vyvolalo znepokojení po celém světě a podnítilo vědecké ústavy k vytvoření Mezinárodní komise pro klinické využití editace lidského zárodečného genomu, skupiny 18 lékařů, biologů a etiků z 10 zemí, jejímž úkolem je vypracovat pokyny, jak postupovat zodpovědně.
Hlavním závěrem její dnes zveřejněné zprávy je, že editace genomu zatím není dostatečně bezpečná a účinná pro úpravu lidských embryí před implantací do dělohy. "Kritéria pro bezpečnou a účinnou dědičnou editaci lidských genů zatím nebyla splněna," říká Haoyi Wang z Čínské akademie věd, který je členem komise.
Důvodem je, že stávající metody mohou způsobit nechtěné genetické mutace a také nemusí opravit mutaci způsobující onemocnění v každé buňce, což je problém známý jako mozaika. Technologie však postupuje tak rychle, že by mohla být připravena k použití již za několik let, říká Wang.

Tyto problémy nejsou překážkou pro použití CRISPRu k léčbě závažných onemocnění, jako je rakovina nebo srpkovitá anémie, protože potenciální přínosy převažují nad riziky a změny, které CRISPR v těchto případech provádí, nejsou dědičné. Řada testů již probíhá.

Panuje však všeobecná shoda, že zatím není dostatečně bezpečné používat CRISPR k dědičným změnám editací lidských embryí - Rebrikov je jednou z mála výjimek.

V loňském roce řekl časopisu New Scientist, že plánuje použít CRISPR k opravě recesivní mutace v genu GJB2, která způsobuje hluchotu.

Téměř všem genetickým onemocněním lze již nyní předcházet pomocí screeningu embryí IVF před jejich implantací, známého jako preimplantační genetická diagnostika neboli PGD. Pokud jsou však oba rodiče hluší kvůli mutaci genu GJB2, budou hluché i všechny jejich děti; PGD nepřipadá v úvahu.

Když byl Rebrikov požádán, aby se ke zprávě komise vyjádřil, potvrdil, že stále plánuje pokračovat.

O otázce bezpečnosti se nezmínil. Není ani jasné, zda má Rebrikov pro své plány nějaké oficiální schválení. V říjnu 2019 ruské ministerstvo zdravotnictví uvedlo, že by bylo předčasné geneticky upravovat lidská embrya. Stejně jako v mnoha jiných zemích však neexistují žádné zákony, které by to výslovně zakazovaly.

I kdyby se editace genomu pomocí CRISPR dostala do fáze, kdy bude dostatečně bezpečná a účinná pro úpravu lidských embryí, její použití k prevenci hluchoty by bylo kontroverzní. "Nepodporovala bych, aby se používal nejprve pro léčbu hluchoty," říká Sarah Norcrossová z britské charitativní organizace Progress Educational Trust, jejímž cílem je podporovat porozumění veřejnosti vědě.

Zpráva komise doporučuje, aby v případě, že se některé země rozhodnou, že CRISPR je dostatečně bezpečný pro použití k vytváření dědičných změn, byl omezen na několik málo situací. Zaprvé ty, v nichž potenciální rodiče nemají možnost mít geneticky příbuzné dítě, které nezdědí nemoc. Za druhé, ty, kde PGD pravděpodobně nebude úspěšná - tedy v situacích, kdy by méně než 1 ze 4 životaschopných embryí pro IVF bylo bez dané choroby. I přesto zpráva doporučuje, aby se páry pokusily alespoň o jeden cyklus PGD bez úspěchu.
Rebrikovy plány tato kritéria splňují, ale zpráva také doporučuje, aby se dědičná úprava genomu zpočátku omezila na závažné stavy způsobené mutací v jediném genu.

"Mým modelem je dědičná ztráta sluchu, takže to lze 'omezit na závažná onemocnění s jedním genem'," říká Rebrikov. Zpráva však definuje závažné onemocnění způsobené jedním genem "jako onemocnění, které způsobuje závažnou nemocnost nebo předčasnou smrt". Mnozí by namítli, že tato definice vylučuje hluchotu.

Norcrossová sice Rebrikovův postoj nepodporuje, ale ona i další kritizují doporučení zprávy pro počáteční použití. "Zdá se, že je to poněkud úzké," říká.

Norcrossová například nesouhlasí s doporučením, aby páry již alespoň jednou vyzkoušely PGD. "PGD není snadná a nemusí být nutně dostupná," říká. "Věk ženy se během toho všeho nezastaví."

Norcross si také nemyslí, že by se počáteční použití muselo omezit na stavy s jedním genem. "Není nutně nezodpovědné provést dvě úpravy," říká.

Mnoho stavů je způsobeno více mutacemi a PGD je pro jejich prevenci málo užitečná.

Zdroj: New Scientist
zpět

Češi sestavili celosvětový atlas rozšíření hub

Vědci z Mikrobiologického ústavu Akademie věd ČR vytvořili za podpory Grantové agentury ČR databázi složení houbových společenstev všech suchozemských oblastí Země. Databáze napříč kontinenty jménem GlobalFungi nyní obsahuje přes 20 tisíc vzorků a více než 650 milionů pozorování jednotlivých druhů hub publikovaných ve více než 200 studiích.

Databáze GlobalFungi je veřejně dostupná a má umožňovat všem zájemcům hledat, kde jsou rozšířené jednotlivé druhy či rody hub.

„U konkrétního druhu nebo rodu se zobrazí environmentální parametry, které charakterizují místa jejího výskytu. Studovat lze také složení celých společenstev v konkrétních lokalitách,“ vysvětlil Petr Baldrian, vedoucí laboratoře environmentální mikrobiologie Mikrobiologického ústavu AV ČR.

Většina vzorků podle něj zahrnuje půdní společenstva a společenstva hub, která žijí v symbióze s rostlinami.

Tříletá práce

Na sestavení databáze pracoval tým třiceti vědců po dobu tří let. Výsledky hledání je možné vizualizovat, přidávat nové studie a pokládat dotazy, rovněž získaná data nově analyzovat a vyhodnocovat.

Houby, ať už jako zdroj potravy lidí, rostlin a živočichů, nebo naopak jako původci jejich nemocí, mají podle odborníků velký ekonomický i ekologický význam.

Analýza dat o výskytu hub spolu s údaji o klimatických podmínkách na lokalitách výskytu může přinést například nové poznatky o tom, jak houby zareagují na budoucí vývoj klimatu, soudí Baldrian.

Sestavení tak obří databáze by nebylo možné bez pokroku ve vývoji metod sekvenace DNA, který umožnil podrobně popsat společenstva hub v environmentálních vzorcích.

„Zejména vědcům, ale i laikům tak dáváme do rukou nástroj, jak se v záplavě dat a vědeckých prací, které studují složení společenstev hub, zorientovat a získat odpověď na široké spektrum otázek týkajících se ekologie hub,“ poznamenal mikrobiolog.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Supergeny hrají v evoluci větší roli, než se dříve předpokládalo

Podle nového výzkumu mohou masivní bloky genů - zděděné společně stylem „plug and play“ - hrát při evoluční adaptaci větší roli, než se dříve myslelo.

Biologové identifikovali 37 těchto tzv. „Supergenů“ v populaci divokých slunečnic a zjistili, že řídí modulární přenos velkého množství znaků důležitých pro přizpůsobení místním biotopům. Mezi ně patří mimo jiné velikost semen, načasování kvetení a schopnost odolávat stresům prostředí, jako je sucho nebo omezená dostupnost živin.

„Byli jsme docela překvapeni,“ říká genetik University of British Columbia (UBC) Marco Todesco. "Případy, ve kterých byly jednotlivé adaptivní rysy ovládané jednotlivými supergenymi hlášeny dříve, ale nebylo jasné, zda se jedná o pravidlo nebo jen o malý počet výjimek. Zjistilo se, že supergeny mají při adaptaci všudypřítomnou roli a mohou být skutečně rozsáhlé."

Největší ze supergenů identifikovaných ve studii se skládá z více než 100 milionů párů bází (větší než mnoho lidských chromozomů) a 1 819 genů.

Studie by mohla pomoci vyřešit otázku, která zůstala nezodpovězena Darwinovou teorií přirozeného výběru - jmenovitě, jak populace organismů, které žijí vedle sebe a navzájem se spojují, jsou stále schopny přizpůsobit jedinečné rysy a rozpadnout se na jednotlivé druhy.

„Evoluční biologové zpočátku věřili, že je nutné, aby se geografická izolace mezi populacemi diferencovala na ekologické rasy nebo jednotlivé druhy,“ říká evoluční biolog UBC Loren Rieseberg. "Nedávný výzkum však ukazuje, že populace, které existují vedle sebe, se mohou velmi odlišit."

"Znaky, které řídí takovou diferenciaci, se často zdají být zděděny společně jako supergeny navzdory genetické výměně s nepřizpůsobenými populacemi, které jsou poblíž. V mnoha případech jsou rostliny schopny přizpůsobit se novému prostředí vypůjčením supergenu nebo dvou od příbuzného druhu." to je již přizpůsobeno. “

Příklady stanovišť, ve kterých hrály hlavní roli při adaptaci druhů slunečnic supergeny, jsou pobřežní pláň Texasu, písečné duny a ostrovy pobřežních bariér Mexického zálivu. V posledně uvedeném případě 30 miliónů bázových párů dlouhých supergenů reguluje rozdíl v době květu o více než dva a půl měsíce mezi slunečnicemi přizpůsobenými bariérovým ostrovům a pobřežním nížinám Texasu. Časně kvetoucí verze supergenu nalezená v populacích z ostrovů pocházela původně ze slunečnice obecné.

V některých případech může být druh dárce pro supergen zaniklý. „Domníváme se, že by se mohlo stát, že určitý druh přijde do nového stanoviště, ukradne adaptivní supergeny od místního příbuzného druhu a potom tento druh nahradí,“ říká Todesco. "Mohli bychom to nazvat 'duch supergenu', přetrvávající příspěvek druhu, který již neexistuje."

Divoká slunečnice se díky své rozmanitosti a schopnosti přizpůsobit se i nehostinným stanovištím stala modelovým systémem evolučních studií.

„Genome BC investuje do této práce od roku 2009,“ říká Lisey Mascarenhas, ředitelka sektoru, Agrifood a přírodní zdroje v Genome BC. "Sbližování vize, strategických investic a vědeckého vedení pomohlo pohánět inovace ve výzkumu slunečnicové genomiky, které budou mít významné důsledky pro zabezpečení potravin a budou i nadále přitahovat globální investice do BC."

Vědci sekvenovali genomy více než 1 500 rostlin ze tří divokých slunečnicových druhů: obyčejný slunečnice (Helianthus annuus), prérie slunečnice (Helianthus petiolaris) a slunečnice stříbrné (Helianthus argophyllus). Poté zkoumali souvislosti mezi genetickými variantami a více než 80 znaky, které sledovali během růstu rostlin, jakož i s půdou a podnebím svých původních populací. Výsledkem je dosud největší a nejkomplexnější demonstrace toho, že strukturální varianty - přeskupení chromozomové struktury, které jsou do značné míry zodpovědné za vytváření supergenů - hrají zásadní roli v adaptaci a speciaci.

Kromě supergenů tato studie také identifikovala řadu nezávislých genů, které zřejmě propůjčují odolnost vůči stresu prostředí, kterému čelí divoká slunečnice, včetně sucha, tepla a nízkého stresu ze živin. Tyto nezávislé geny budou pro pěstitele slunečnice neocenitelné, protože vyvíjejí kultivary, které mohou tolerovat extrémnější růstové podmínky předvídané v budoucnosti v důsledku změny klimatu. Z hlediska zemědělství nabízejí větší flexibilitu než supergeny.

„Protože fungují jako balíček, zavedení supergenu do pěstované slunečnice by znamenalo přenesení jak prospěšných, tak škodlivých vlastností, které jsou s ním spojeny,“ říká Todesco. „Zatímco supergeny obsahují několik genů, které by mohly být prospěšné v zemědělském prostředí, ale také obsahují stovky dalších genů, z nichž některé nemusí být v plodině tak prospěšné. Například snížením výtěžku nebo úpravou obsahu oleje v semenech. “

Zdroj: web
zpět

Habsburkové doby kamenné. Vědci našli důkazy o pravěké šlechtě Habsburkové doby kamenné. Vědci našli důkazy o pravěké šlechtě

Vědci pomocí analýzy DNA potvrdili vzácný příklad existence šlechty z doby kamenné. Dostávalo se jí výsostných pozic na pohřebištích po celém Irsku po dobu asi půl tisíce let a docházelo mezi nimi k incestním svazkům.

Článek

Jedny z nejstarších důkazů o takové hierarchii v lidské společnosti vědci publikovali v časopise Nature. Hlavní z nich získali z pozůstatků dospělého muže pohřbeného v megalitickém monumentu Newgrange, 12 metrů vysoké kamenné stavbě s průměrem 76 metrů, jejíž stáří 5000 let tak přesahuje slavný Stonehenge nebo pyramidy v Gíze.

Z rozboru DNA neznámého nebožtíka vyplynulo, že jeho rodiče byli blízcí příbuzní, pravděpodobně sourozenci. Muž byl podle zjištění z dalších 44 vzorků DNA z různých pozůstatků napříč celým Irskem součástí skupiny, kterou spojuje exkluzivita honosných hrobů i vzdálenější příbuzenské vazby.

Vědci vystopovali příbuzenskou síť napříč širokým prostorovým i časovým rozsahem. Kromě zmiňovaného Newrange její části sahaly například i na megalitická pohřebiště Carrowmore a Carrowkeel, která leží na druhé straně ostrova. „Zdá se, že tady máme mocnou rozšířenou příbuzenskou skupinu, která měla přístup na elitní pohřebiště v mnoha regionech Irska po nejméně půl tisíce let,“ cituje BBC vedoucí výzkumu z Trinity College v Dublinu Laru Cassidyovou.

Incestní vztahy, jako ten nově prokázaný v Newgrange, jsou v lidské historii poměrně vzácným a ve většině společností tabuizovaným jevem, obzvláště pokud se bavíme o vztazích v nejbližším, v tomto případě sourozeneckém příbuzenství. Pokud se objeví, velmi často v případech, kdy je jeho účelem zachovat rodovou linii a udržet si moc.

BBC uvádí příklady sourozeneckých manželství ze starověkého Egypta nebo z říše Inků v Jižní Americe. V Evropě je známe i ze středověku a pro Čechy je asi nejznámějším příkladem incestních vztahů v šlechtickém rodě Habsburků, kterým náležel český trůn bezmála 400 let.

Paralela s dávným mýtem

S výsledky rozborů DNA koreluje i prastará místní pověst. Její první písemná zmínka se datuje do 11. století našeho letopočtu, čtyři tisíce let po zbudování monumentu Newgrange se v zápisech objevil příběh o králi staviteli, který znovuobnovil denní sluneční cyklus sexem s vlastní sestrou.

Stejně jako mnoho megalitických staveb je i Newgrange úzce spojený se slunečním cyklem. Byl postaven tak, že při zimním slunovratu Slunce při východu na okamžik díky precizně namířenému vchodu směrem k příslušnému místu na horizontu osvítí celou místnost uvnitř stavby.

Motiv se možná zapsal i do názvu nedaleké hrobky Dowth, který byl ve starověké irštině nazýván Fertae Chuile, lidové pojmenování lze podle BBC přeložit jako „Kopec hříchu“.

DNA vypovídá o tureckých kořenech irské kultury

Stopy irských neolitických obyvatel sahají až na území dnešního Turecka, odkud lidé expandovali do Evropy před šesti až sedmi tisíci lety. První irští zemědělci, kteří postavili zmiňované kamenné monumenty, se na sever Evropy dostali přes Pyrenejský poloostrov.

Když se tato kultura dostala na břehy Irska, zřejmě vytlačila méně početnou a pokročilou populaci původních lovců-sběračů, kteří byli geneticky podobní původním předzemědělským populacím vyskytujícím se napříč Evropou.

Původní lovci a sběrači měli podle vědců zvláštní kombinaci tmavé kůže a modrých očí, zatímco přistěhovalci z Malé Asie měli světlejší pigment a hnědé oči. Stará populace nicméně po příchodu zemědělců zcela nezmizela, dokazuje to DNA dvou jedinců nalezených v hrobce Parknabinnia na západě Irska.

DNA nových obyvatel Irska se během stovek a tisíců let od anatolských předků odlišila. Moře zřejmě fungovalo jako poměrně silná bariéra mezi touto a dnešní Anglii, Wales a Skotsko obývající populací, o čemž svědčí minimální smíšení DNA.

Zdroj: web
zpět

Muž po porodu zjistil, že je otcem pouze jednoho z dvojčat

Nepříjemný okamžik zažil čínský muž, který se po manželčině porodu dozvěděl, že je otcem pouze jednoho z narozených dvojčat. Extrémně vzácný případ odhalily testy DNA, které prokázaly, že každé z dětí má jiného tatínka.

Jména matky ani otce nebyla vzhledem k ochraně soukromí zveřejněna. O tom, jak vzácný je takový případ, informoval Teng Ja-ťün, jenž prováděl testy otcovství. „Šance, že se stane takový případ, je zhruba jedna ku deseti milionům,“ potvrdil ojedinělost situace.

„K tomu, aby se takový případ dvojvaječných dvojčat odehrál, je potřeba, aby v jednom měsíci žena uvolnila dvě vajíčka místo jednoho. Poté je potřeba, aby měla pohlavní styk se dvěma muži v poměrně krátké době po sobě,“ vysvětluje doktorka Tengová z pekingského forenzního střediska.

Jak otec reagoval na informaci o tom, že se jeho žena musela setkat kromě něj ve velmi krátkém rozestupu také s jiným mužem, čínská média podrobně neinformovala. Daily Mail uvedl s odkazem na server China News Weekly, že muž byl „zmatený“.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vědci geneticky upravili komáry. Budou se jim rodit jen samečci, má to porazit malárii

Rozsáhlý výzkum prokázal, že je možné pomocí genetického inženýrství zničit populace komárů, kteří přenáší malárii. Tým vědců z londýnské Imperial College London v laboratoři změnil geny komárů Anopheles gambiae tak, že ztratili schopnost se rozmnožovat.

Genetici změnili DNA komárů tak, že se jim rodilo mnohem více samců než samic a během několika generací to vedlo ke stavu, kdy z populace samice vymizely úplně, a komáři tak vymřeli.

Jde o vůbec první genetickou modifikaci, která tímto způsobem narušuje rozmnožování. Vědci očekávají, že tento způsob bude při kontrole přemnožených populací komárů mimořádně účinný i v reálném světě.

Komáry přenášená malárie je totiž hrozba, která lidstvo dosud intenzivně trápí. Jen v roce 2018 zaznamenali lékaři 228 milionů případů této nemoci a 405 tisíc lidí na ni zemřelo. Kvůli globálnímu oteplování se navíc infikovaní komáři dostávají stále častěji na sever a malárie se tak šíří i do míst, kde byla doposud výjimkou.

Komáři a malárie

Na světě žije asi 3500 druhů komárů, jen čtyřicet z nich ale může přenášet malárii, přičemž jsou si všechny blízce příbuzné. Pro zmiňovaný laboratorní experiment vědci vybrali druh Anopheles gambiae, protože právě on je v subsaharské Africe vůbec nejčastějším přenašečem.

Autoři výzkumu doufají, že v budoucnu budou smět tyto genetické komáry vypustit do přírody – přispívali by tam k pomalému nahrazování samic samci. Jednak by to vedlo k úbytku komárů, protože by se nedostávalo samic, ale také by to přímo zmenšovalo hrozbu přenosu malárie na člověka: právě samice totiž na rozdíl od samců sají krev a přenášejí nemoc.

Laboratorní experimenty k takovému kroku ale zatím nestačí; podle autorů práce zveřejněné v odborném žurnálu Nature Biotechnology bude zapotřebí ještě mnoha dalších kroků, které ověří spolehlivost i bezpečnost takových úprav.

Zdroj: Česká Televize - ČT24
zpět

Nový koronavirus mohl infikovat lidi po léta, než zmutoval a stal se pandemickým

Vědci se stále snaží odhalit, jak se dostal mezi lidi nový koronavirus SARS-CoV-2 a proč je tak infekční. Obvykle se předpokládá, že se přenesl na lidi ze zvířat a pak už se šířil mezi lidmi. Existuje však i hypotéza, že se na lidi přenesl několikrát už dříve, ale v roce 2019 zmutoval, takže se stal mnohem nakažlivější, uvedl list The Daily Mail, který citoval autora teorie Francise Collinse.

List zmínil zprávu mezinárodního týmu vědců, zveřejněnou v časopisu Nature Medicine, že lidé byli dlouho v kontaktu s relativně méně nebezpečnou variantou koronaviru, který nakonec zmutoval. Tým, v němž byli experti ze Scrippsovy univerzity v La Jolle v Kalifornii, z Columbijské univerzity a z univerzit v Edinburghu, Sydney a Tulane, zmínil možnost, že podobně jako v případě příbuzné MERS se přenášel ze zvířat na lidi opakovaně. MERS se opakovaně nakazili lidé od velbloudů, i když rezervoárem nákazy jsou netopýři slujoví žijící mimo jiné v hrobkách faraonů.

V minulosti však onemocněli při nákaze Covid-19 jen jednotlivci nebo malé skupiny lidí. Pak ale virus zmutoval, změnil se jeho protein, jímž se navazuje na enzym ACE2 na povrchu buněk u lidí. Přes ACE2, virion (základní částice viru schopná infikovat hostitelskou buňku) proniká do nitra napadené buňky, v níž se se replikuje.

„Výsledkem postupných evolučních změn během let či pravděpodobně dekád nakonec dosáhl schopnosti se přenášet z člověka na člověka a způsobovat vážnou, často život ohrožující nemoc,“ uvedl ředitel Amerických národních zdravotních institutů (NIH) Francis Collins.

Přesto se za pravděpodobnější považuje varianta, že virus zmutoval u zvířat a loni v listopadu se poprvé přenesl na lidi a dále se mezi nimi rychle šířil.

Kombinace viru z netopýra a luskouna

Vědci z Minnesotské univerzity v článku zveřejněném v časopisu Nature srovnali genetickou informaci koronaviru SARS-CoV-2, který způsobil pandemii Covid-19, s koronaviry u netopýrů a luskounů. Zjistili, že všechny kmeny se navazují na stejný enzym angiotenzin konvertázu (ACE2), přes který pronikají do buňky hostitele a v ní se replikují. Podle nich to jasně ukazuje, že se se virus způsobující Covid-19 přenesl z netopýrů na lidi, popřípadě přes luskouny působící jako zprostředkovatelé nákazy.

„Vypadá to, že SARS-CoV- 2 by mohl být kombinací virů z netopýrů a luskounů,“ uvedl virolog z New Orleans Robert Garry. Podobnost SARS CoV-2 s viry netopýrů a luskounů také podle něj jednoznačně poukazují na jejich přirozený původ a vyvracejí konspirační teorie, že byl uměle syntetizován v laboratoři jako biologická zbraň.

„Je to jen další přenos ze zvířat na lidi,“ uvedla molekulární epidemioložka z Basileje Emma Hodcroftová. „Je to nejjednodušší vysvětlení toho, čeho jsme svědky,“ dodala.

Podle webu ScienceNews zřejmě došlo jen k jednomu přenosu ze zvířete na člověka a virus se pak hned šířil mezi lidmi.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Nový typ koronaviru nevznikl v laboratoři, ale v přírodě. Proběhly v něm spontánní změny, říká vědec

Vědci porovnali sedm známých typů koronavirů. Nový typ, který způsobuje epidemii, nevznikl manipulací v laboratoři, ale evolučně v přírodě. Má také jedinečnou molekulární strukturu.

Autoři studie otištěné v magazínu Nature Medicine potvrdili, že nový koronavirus má přirozený původ a stal se škodlivým přirozenou cestou.

Porovnávali sekvence genomů různých typů známých koronavirů. SARS-CoV-2 je zatím sedmým, který je schopen infikovat lidi.

Analýza ukázala, že tento RNA virus nebyl vytvořen v laboratoři a ani nebyl záměrně manipulován. „Vědci se dopátrali spontánních změn, které ve viru evolučně proběhly,“ říká ve vysílání Českého rozhlasu Plus Ivo Rudolf z Ústavu biologie obratlovců Akademie věd České republiky, který studii přeložil.

Molekulární struktura SARS-CoV-2 se od dalších známých koronavirů podstatně liší a podobá se příbuzným virům, které už známe u netopýrů nebo luskounů.

Metaforicky lze tento „nový model“ viru přirovnat k autu – pomyslní konstruktéři aut (virů) vezmou existující model konkrétní značky, vymění mu kola a motor a ponechají konstrukci. Takový celek se pak stane základem pro nový model auta (virus). Koronavirus má ale úplně novou konstrukci, jakou byste u ostatních nenašli, jde tedy o úplně novou „značku“.

Srovnání sekvencí genomů různých koronavirů vědci zveřejnili na webu. Zachovali se stejně jako Číňané, kteří sekvenci genomu viru SARS-CoV-2 zveřejnili krátce po propuknutí epidemie.

Vývoj koronaviru

Podle první verze se nový typ koronaviru do své současné patogenní podoby vyvinul ve zvířecím hostiteli a až poté se přenesl na člověka.

Jednalo se pravděpodobně o netopýra, dalším mezihostitelem mohl být luskoun. Pokud platí tato verze, může se takový přenos opakovat i v budoucnu, uvedl pro server Science Daily spoluautor studie Andrew Rambaut.

Podle druhé verze se virus na člověka přenesl ze zvířecího hostitele nejdříve ve verzi, která nebyla škodlivá. Až poté zmutoval do podoby umožňující snadný přenos mezi lidmi. V ní se proteiny viru velice účinně vážou k lidským buňkám.

Zdroj: iRozhlas.CZ
zpět

Nová studie ukazuje, že samoopravování zubů by se v budoucnu mohlo stát běžnou záležitostí

Věta "Musím jít k zubaři" málokdy vyvolá nadšení. Tým vědců z King's College London (KCL) ve Velké Británii však našel další důkaz, že naše zuby se mohou opravovat samy.

Tým zkoumal metodu stimulace přirozené opravy zubů prostřednictvím aktivace buněk v zubu, které vytvářejí nový dentin.

Jejich výsledky byly v úterý zveřejněny v časopise Journal of Dental Research.

Klinický přístup

Naše zuby mají tři vrstvy a každá z těchto vrstev může být postižena kazem nebo úrazem. Těmito vrstvami jsou vnější sklovina, dentin - střední část, která funguje jako ochrana vnitřku zubu - a vnitřní část zubu, kterou tvoří měkká zubní dřeň.

Je nezbytné udržovat všechny tři vrstvy zdravé.

Předchozí výzkum zjistil, že lék s názvem Tideglusib pomáhá chránit tuto vnitřní vrstvu tím, že stimuluje tvorbu dentinu (střední část), což nakonec vede k tomu, že se zub sám přirozeně opraví.

Ve snaze pokračovat v testování životaschopnosti léku na pacientech tým KCL v posledních pěti letech zkoumal, zda by se mohl vytvořit dostatečný objem dentinu k opravě kazů v lidských zubech.

Dále se zabývali rozsahem a bezpečností léku a tím, zda je minerální složení reparačního dentinu podobné tomu, které produkujeme přirozeně jako lidé, a zda je dostatečně silné, aby udrželo pevnost zubu.

Profesor Paul Sharpe, hlavní autor tohoto výzkumu a Dickinsonův profesor kraniofaciální biologie na KCL, a jeho tým zjistili, že jejich studie skutečně ukazuje další pozitivní důkazy, že by se tato metoda mohla používat v klinické praxi.

Tým zjistil, že oblast opravy je omezena na buňky dřeně v bezprostřední oblasti opravy a že se výrazně liší od případů opravy kosti. Navíc zjistili, že lék může aktivovat opravu v oblasti poškození dentinu až desetkrát rozsáhlejší, což v podstatě odpovídá velikosti malých řezů u lidí.

Profesor Sharpe uvedl: "V posledních několika letech jsme ukázali, že můžeme stimulovat přirozenou opravu zubu aktivací rezidentních kmenových buněk zubu. Tento přístup je jednoduchý a nákladově efektivní. Nejnovější výsledky ukazují další důkazy klinické životaschopnosti a přibližují nás o další krok k přirozené opravě zubů."

Zdroj: New Scientist
zpět

K záchraně planety může přispět opičí ryba, která vydrží 37 hodin na souši

Podivně vypadající ryba s „opičím“ výrazem z řádu ostnoploutvých, které je jedno, jestli je ve vodě nebo na břehu, má prý svou troškou přispět k záchraně lidstva. Jemný, chutný a na bílkoviny bohatý živočich s vědeckým názvem Cebidichthys violaceus navíc dokáže přežít na souši 37 hodin, jelikož umí dýchat pod vodou i mimo ni.

Podle amerických vědců z Kalifornské univerzity v Irvine může klíč k záchraně planety obsahovat neobvyklá ryba plná užitečných bílkovin (proteinů). Byla totiž označena jako „nové bílé maso“ a mohla by pomoci v budoucnu nasytit svět, jak napsal britský list The Daily Telegraph.

Podobný zažívací systém jako lidé

Odborníci nedávno studovali genom ryby Cebidichthys violaceus a zjistili tak, že nabízí lidem nové možnosti, jak získat potravní bílkoviny, protože změna klimatu ohrožuje tradiční zdroje.

Vědci sekvenovali a sestavili její genom a tzv. trávicí transkriptom a odhalili molekulární změny související s trávicími enzymy. Ryba má kyselý žaludek a tenká a tlustá střeva. Má také zažívací systém podobný lidskému.

Vegetariánský živočich

Ryby žijící v oceánských vodách na západním pobřeží Spojených států mohou narůst až na více než 90 centimetrů a vážit 2,7 kilogramu. Nejraději se skrývají mezi útesy a v přílivových kalužích. Mají dvě malé ploutve zavěšené jako „uši“ blízko hlavy a hřbetní ploutev na zádech.

Mohou též žít na zemi po dobu 37 hodin, jelikož jsou schopny dýchat nad vodou i pod vodou. Navzdory svému vzhledu se staly pochoutkou v nabídkách moderních kalifornských restaurací, kde stojí kolem 15 dolarů (350 Kč) za libru (0,45 kg).

Zajímavé je, že patří mezi pouhých pět procent z 30 000 druhů ryb, které jsou vegetariánské. Podle serveru Tech Explorist se tak živí pouze určitými specifickými řasami. Přežívají tedy na zdroji potravy obsahující nízkou hladinu lipidů, které jsou obecně nezbytné pro všechny živé bytosti.

„Její trávicí systém je výborný nejen v rozkladu škrobu, což jsme očekávali. Přizpůsobil se i tak, aby byl velmi účinný při rozkladu lipidů, i když lipidy tvoří jen pět procent složení řas,“ poznamenal docent ekologie a evoluční biologie Donovan German.

Jak uvádí Tech Explorist, vzhledem ke změnám klimatu, kvůli kterým je chov hospodářských zvířat méně udržitelný, je tento rybí objev zárukou rozvoje nových zdrojů bílkovin pro lidskou spotřebu. Konkrétně by to mohlo být významné pro akvakulturu. Jenže jak tyto vylovené ryby nakrmit?

Najít ještě vhodnější ryby

Podle Josepha Herase z katedry ekologie a evoluční biologie na Kalifornské univerzitě minimalizuje používání rostlinných složek potravin znečištění i náklady.

„Většina ryb využívaných pro akvakulturu jsou však masožravci a nedokážou zvládnout rostlinné lipidy. Sekvenování tohoto genomu nám poskytlo lepší pochopení toho, jaké typy genů jsou nezbytné pro rozklad rostlinného materiálu. Pokud prozkoumáme další rybí genomy, můžeme najít všežravé ryby se správnými geny, které by mohly poskytnout nové kandidáty na udržitelnou akvakulturu,“ dodal na závěr.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Prastaré viry ukryté v naší DNA se mohou znovu probudit a způsobit onemocnění

Mezi lidmi s HIV, kteří se přicházejí léčit na kliniku Avindry Natha, jsou běžné podivné horečky a neobvyklé infekce. Když se však v roce 2005 objevil jeden mladý muž, který se nemohl hýbat rukama a nohama, byl Nath bezradný. Ačkoli byl tento muž diagnostikován s HIV již o několik let dříve, jeho nové příznaky odpovídaly příznakům amyotrofické laterální sklerózy (ALS), známé také jako onemocnění motorických neuronů. Ve snaze dostat jeho HIV pod kontrolu ho Nath přesvědčil, aby začal užívat antiretrovirové léky. K překvapení všech se zlepšily i jeho příznaky ALS.

ALS je způsobena postupným poškozováním a odumíráním nervových buněk, které ovládají volní pohyby. Co tuto destrukci vyvolává, není jasné, ale uzdravení je vzácné. Zmatený Nath, který vedl imunologickou kliniku na Univerzitě Johnse Hopkinse v Baltimoru, začal pátrat v lékařské literatuře. Tam našel další lidi s HIV a ALS, u nichž se příznaky ALS zlepšily po podání antiretrovirotik - léků, které zastavují replikaci virů. Mohl by toto neurologické onemocnění vyvolat spící virus ukrytý v naší DNA, který HIV znovu probudil k životu?

Tato otázka se nevznáší pouze nad ALS. Stále častěji si uvědomujeme, že onemocnění, jako je roztroušená skleróza (RS), schizofrenie a dokonce i cukrovka 1. typu, mohou být v některých případech spuštěna dávnými viry ukrytými v našich genomech. Za určitých okolností ožijí a začnou produkovat zmutované verze sebe sama, čímž spustí imunitní systém, aby napadl a zničil okolní tkáně.

"Je to nová divoká teorie onemocnění," říká Cedric Feschotte, molekulární biolog z Cornellovy univerzity v New Yorku. A již nyní ukazuje cestu k novým způsobům léčby.

Většina virů je pouze dočasnými návštěvníky. Způsobí, že onemocníme, ale brzy se buď uzdravíme, nebo zemřeme. Před sto lety však biolog Peyton Rous objevil virus způsobující rakovinu, který přinesl první poznatky o tom, že viry se mohou usídlit v naší DNA. Objev začal v roce 1910, kdy na dveře jeho pracovny v Rockefellerově institutu v New Yorku zaklepala žena, která svírala svou ceněnou slepici Plymouth Rock, jíž na hrudi rostl nádor zvaný sarkom. Rous byl zvědavý na jeho příčinu, a tak transplantoval malý kousek nádoru jiným slepicím a zjistil, že se u nich vyvinula vysoce invazivní rakovina - a to i tehdy, když byly rakovinné buňky a všechny doprovodné bakterie odfiltrovány. Viníkem byl virus Rousova sarkomu (RSV), člen dosud neznámé skupiny virů zvaných retroviry, které vkládají kopii svého genomu do DNA buněk, které infikují. To znamená, že se mohou množit, aniž by vytvářely infekční částice, které by mohly vyvolat poplach v imunitním systému hostitele - což jiné viry nedokážou.

Objev retrovirů přinesl zajímavou možnost: pokud by jeden z nich infikoval spermii nebo vaječnou buňku (viz schéma), pak by se virová DNA mohla předávat z rodičů na potomky v dalších generacích. Ačkoli vědci nenašli žádný důkaz, že by se tak stalo v případě RSV, brzy identifikovali několik dalších retrovirů ukrytých v kuřecím genomu. Nazvali je endogenní retroviry, protože tyto viry pocházejí ze zvířete. V polovině 80. let jsme je našli i u lidí.

Nástup sekvenování genomu v 90. letech 20. století odhalil, jak běžné tyto viry jsou. Od doby, kdy se před zhruba 500 miliony let poprvé vyvinuly, se nespočet retrovirů zaryl do DNA svých hostitelů, a to do té míry, že tento prastarý virový materiál nyní zabírá asi 8 % lidského genomu. "Musíte tyto viry považovat za velmi, velmi starou věc, která se stala našim předkům před miliony let," říká Patrick Küry, neurolog z Univerzity Heinricha Heineho v Düsseldorfu v Německu.

V průběhu tisíciletí se většina těchto virových genů stala tak prolezlou mutacemi, že se z nich stal genetický ekvivalent zkamenělin: inertní a polorozpadlé. Existuje několik výjimek. U lidí byly identifikovány dvě rodiny retrovirů, které se za určitých okolností mohou znovu probudit a začít produkovat malé kousky virových proteinů, které mohou aktivovat imunitní systém. Nedlouho po tomto objevu se začaly objevovat náznaky, že tito vnitřní nepřátelé mohou přispívat k některým relativně běžným lidským onemocněním.

Jedny z prvních důkazů pocházely od lidí s roztroušenou sklerózou, autoimunitním onemocněním, při kterém vlastní imunitní buňky začnou napadat ochranný obal, který obklopuje nervové buňky, a narušují tak zprávy, které přenášejí. V roce 1989 objevil Hervé Perron z Lyonské univerzity ve Francii neznámý retrovirus v mozkové tkáni odebrané lidem s tímto onemocněním. Další experimenty ukázaly, že zdrojem tohoto viru je samotný lidský genom. Perron tento virus původně pojmenoval MS-associated retrovirus, ale později sekvenování jeho genomu odhalilo, že patří do nové rodiny lidských endogenních retrovirů (HERV), která se začala nazývat HERV-W.

Perronova práce zaujala viroložku Antoninu Doleiovou z univerzity v Sassari na Sardinii v Itálii. Začala testovat lidi bez známých onemocnění na stopy Perronova retroviru a objevila aktivní formu viru u 12,5 % běžné populace. Testovala také 39 lidí s roztroušenou sklerózou a našla ho u všech. Mozková tkáň lidí, kteří měli RS, když zemřeli, také odhalila přítomnost retroviru.

"Bylo to prostě neuvěřitelné," říká Dolejš. "Pokud si uvědomíme, co se vlastně v neuronech děje, můžeme potenciálně změnit způsob léčby RS."

Dolei zpočátku nedokázal určit, zda je Perronův retrovirus příčinou RS, nebo důsledkem procesu onemocnění. Když však pacienty sledovala v průběhu času, zjistila, že množství viru v krvi předpovídá progresi a závažnost onemocnění. A co víc, odpověď na léky proti RS a ústup příznaků korelovaly se snížením hladiny retrovirálních proteinů v krvi a mozkomíšním moku obklopujícím mozek a míchu. To naznačovalo, že HERV-W může nějakým způsobem hrát roli.

Frankensteinovy molekuly

V době, kdy tento mladý muž v roce 2005 vstoupil na Nathovu kliniku HIV, přibývalo důkazů o roli HERV-W ve schizofrenii. Håkan Karlsson, který nyní působí v Karolinska Institute ve Stockholmu, identifikoval stopy retrovirového proteinu zvaného pol v mozkomíšním moku asi třetiny lidí, které vyšetřoval a u nichž byla nedávno diagnostikována schizofrenie. Zdá se, že zdrojem byla opět vlastní DNA těchto osob.

Nath jako retrovirolog slyšel o Karlssonově práci, a protože měl podezření, že příznaky jeho pacienta mohou mít podobnou příčinu, obrátil se na Jeffreyho Rothsteina, odborníka na ALS, který pracoval v sousední laboratoři. Začali zkoumat mozkovou tkáň 28 lidí, kteří trpěli ALS za života, a u každého z nich objevili RNA retroviru zvaného HERV-K. Byl to přesvědčivý důkaz o úloze retrovirů u ALS, ale stále ještě neprokázal příčinnou souvislost. Nath nemohl vyloučit, že umírající nervové buňky mohly virus aktivovat.

Stejně tak nebylo jasné, jak by taková aktivace mohla přispívat k poškození nervových buněk u schizofrenie nebo roztroušené sklerózy. Štafetu převzal Küry, který studoval kaskádu událostí vedoucích k degeneraci nervových buněk u RS. Küry si uvědomil, že důkazy o podílu HERV-W na vzniku RS jsou přinejlepším nepřímé. "U RS je vždy otázkou, co je na prvním místě," říká Küry. "Musí existovat nějaký spouštěcí mechanismus, který pošle tělo k autoimunitní reakci, ale nikdo nechápe, jak k tomu dojde."

Küry si uvědomil, že se bude muset podívat na to, jak HERV-W interaguje se sousedními mozkovými buňkami. Na základě mozkové tkáně zemřelých pacientů s RS Küry a jeho kolegové prokázali, že protein HERV-W zvaný ENV aktivuje mozkové imunitní buňky zvané mikroglie, které nejen přímo poškozují neurony, ale také narušují jejich opravu. "Nyní, když jsme protein identifikovali, můžeme začít přemýšlet o tom, jak ho neutralizovat pomocí protilátky," říká Küry, který výsledky publikoval v loňském roce.

Ačkoli u některých lidí s RS může tělo syntetizovat proteiny z HERV-W a dalších endogenních retrovirů, Karlsson zdůrazňuje, že jedinci neprodukují plně funkční virus, který by mohl nakazit další lidi. Problémem jsou spíše produkované proteiny a reakce organismu na ně. V malých studiích na lidech trpících schizofrenií vědci zjistili pHERV-W mírně zvýšené hladiny zánětlivé molekuly zvané C-reaktivní protein. To by mohlo naznačovat, že u některých lidí imunitní systém reaguje na virus. Karlsson zatím neví, zda je to důsledek endogenních retrovirů nebo jak by se na tomto stavu mohly podílet.

Navzdory přibývajícím důkazům o roli retrovirů v běžných onemocněních zůstávají otázky. Například stále není jasné, jaká část případů RS, ALS a schizofrenie souvisí s reaktivací těchto prastarých virových černých pasažérů. Jejich existence také nevylučuje jiné možné příčiny.

Další otázkou je, jak je možné, že nosíme kopie virů, aniž bychom pociťovali závažné chorobné účinky. Pokud se předpokládá, že HERV-W je pohřben v genomech nás všech, proč se probouzí a začíná způsobovat problémy jen u některých lidí?

Naše buňky usilovně pracují na tom, aby zabránily překladu těchto virových genů do proteinů. Buňka zkroutí DNA do složitého 3D chuchvalce a její stroje na tvorbu bílkovin mají přístup pouze ke genům na povrchu této spleti. Dokud zůstávají skryté viry pohřbené uprostřed, jsou účinně umlčeny. A pokud to nestačí, tělo má bílkoviny, jejichž hlavním úkolem je potlačit produkci jakýchkoli endogenních retrovirových bílkovin. Pomalé hromadění genetických mutací v průběhu času přidává další vrstvu ochrany, protože často způsobí, že virové proteiny přestanou být funkční.

Tyto pojistky však nejsou dokonalé a studie naznačují, že naše buňky mohou být méně schopné udržet tyto prvky potlačené v době stresu. "Když je buňka v krizi, může dělat chyby," říká Molly Gale Hammellová, genetička z Cold Spring Harbor Laboratory v New Yorku. Jedním z takových zdrojů stresu je infekce jiným virem.

Dolejšová uvádí, že neúměrně velký počet jejích pacientů s RS uvádí, že jako dospívající nebo mladí dospělí prodělali žlázovou horečku (infekční mononukleózu) - způsobenou infekcí virem Epsteina-Barrové. Je možné, že infekce vyvolá změny ve skládání DNA, které některé dříve pohřbené viry obnaží a přimějí je, aby se probudily k životu jako molekulární verze Frankensteinova monstra. V případě lidí s HIV může být jejich oslabený imunitní systém méně schopný odhalit a zničit buňky obsahující reaktivované viry.

Vnitřní válka

Všichni lidé mají tyto fosilní viry ve své DNA, všichni stárneme a proděláváme četné infekce, přesto se u většiny z nás nikdy nerozvine RS, ALS nebo schizofrenie. Küry předpokládá, že ke vzniku nemoci je nutná kombinace reaktivace viru a genetické predispozice. To může být špatná zpráva pro jednotlivce, ale reaktivace těchto skrytých virů může také vytvořit dokonalou Achillovu patu u některých onemocnění, která způsobují.

Jako lékař zabývající se problematikou HIV na přelomu 80. a 90. let 20. století měl Nath možnost sledovat v první řadě život zachraňující sílu antiretrovirových léků. Předepisoval je všem svým pacientům - včetně mladého muže s ALS. To, že léky snížily množství HIV v krvi tohoto muže a zvýšily počet jeho T-buněk, nebylo pro Natha žádným překvapením. Ale rychlé zlepšení příznaků podobných ALS u lidí s HIV naznačilo, že tyto léky by mohly být účinné i proti jiným retrovirům: vzkříšeným fosiliím v našich genomech. Nyní provádí nábor lidí do malé pilotní studie, která má ověřit, zda je podávání koktejlu tří antiretrovirových léků prospěšné pro lidi s ALS, kteří nemají HIV a kteří mají vysokou aktivitu HERV-K. Nedávná studie naznačuje, že tato skupina může tvořit pětinu lidí s ALS.

Hammell mezitím použil strojové učení k analýze genové aktivity v mozkových buňkách nedávno zemřelých pacientů s ALS. Její analýza, publikovaná v říjnu 2019 v časopise Cell Reports, identifikovala tři podtypy ALS, z nichž jednomu dominovaly v genomu skryté viry.

Pravděpodobně největší pokrok přinesla švýcarská farmaceutická společnost GeNeuro, kterou Perron založil v roce 2006 s cílem vyvinout novou léčbu RS založenou na cílení na retrovirové proteiny. Společnost GeNeuro testuje lék zvaný temelimab, který se váže na ENV protein z HERV-W a spouští jeho destrukci. Výsledky studie na 270 lidech s RS, které byly prezentovány na vědecké konferenci loni v září, naznačují, že lék zpomaluje smršťování mozkové tkáně o 40 procent. To je jeden z nejničivějších důsledků nemoci a může to být to, co vede k nevratným neurologickým a kognitivním poruchám. Vzhledem k tomu, že stávající léčba RS zpomaluje onemocnění jen málo, představuje podle Dolejše temelimab obrovský pokrok.

Společnost také zahájila testování temelimabu u lidí s diabetem 1. typu, což je další autoimunitní onemocnění způsobené zničením beta buněk ve slinivce břišní, které produkují inzulin. Tento krok přichází poté, co studie z roku 2017 identifikovala aktivitu HERV-W v buňkách slinivky břišní přibližně u poloviny skupiny lidí s diabetem 1. typu. A firma pracuje na protilátkách k léčbě ALS a některých typů psychóz souvisejících se schizofrenií, které byly rovněž spojeny s aktivací retrovirů.

Je to teprve začátek, ale vývoj takových léků by mohl změnit válku, která mezi námi a viry zuří od našich prvopočátků. "Naše buňky s těmito věcmi bojují po celou dobu evoluce - bitvy většinou vyhrály v tom smyslu, že jsme stále tady," říká Hammell. S léky na naší straně můžeme získat další důležité vítězství proti neviditelným nepřátelům ukrytým v našich genomech.

Zdroj: New Scientist
zpět

Na pomoc závislým na kokainu. Vědci upravili enzym, který pomůže drogu rychleji rozložit

Kokain je v módě a závislých přibývá, tvrdí odborníci. Do boje s drogou a na pomoc závislým nyní vyrazili genoví inženýři. Těm se podařilo vytvořit virus, který zajistí rychlý rozklad této drogy v těle. Podle nich tak bude jednodušší pro narkomany skoncovat s užíváním kokainu.

Závislost na kokainu drží své oběti pevně v hrsti. Člověk se z ní prakticky nikdy nevyléčí. I po létech abstinence stačí narkomanovi jediné „klopýtnutí“ k tomu, aby bílému prášku opět zcela podlehl. Léčba je zdlouhavá.

Lidí závislých na kokainu přibývá. Jestliže v roce 2014 odhadovala americká organizace National Survey on Drug Use and Health počet lidí závislých na kokainu na jeden milion, ale o tři roky později už musela zvýšit svůj odhad na víc než dvojnásobek. O oblibě této drogy jasně hovoří výsledky chemických analýz, při kterých vychází pozitivní na kokain většina prověřovaných bankovek.

A bylo celkem jedno, jestli si chemici vezmou na paškál euro, brazilský real, polský zlotý nebo českou korunu. V jiné studii analyzovali chemici vodu v čistírnách odpadních vod v 50 městech 18 zemí a výsledky jasně ukázaly, že o víkendech tu kokain teče proudem. Bezkonkurenční jedničkou kokainových víkendů se ukázaly Antverpy.

Vědci z americké Mayo Clinic pracují už delší dobu na léčbě závislosti na kokainu pomocí genové terapie. Už před dvaceti lety se jim podařilo získat enzym, který velmi rychle rozkládá kokain na neúčinné látky. Pokud by enzym koloval lidem v krvi, rozkládal by drogu tak rychle, že by nestačila v těle zaúčinkovat. Kupovat si drahou drogu a nemít z ní požitek by žádného narkomana dlouho nebavilo.

Enzym vznikl modifikací enzymu butylcholinesterázy, která se běžně vyskytuje v lidském těle a kromě jiných reakcí katalyzuje i loudavý rozklad kokainu. Malou modifikací genu se podařilo u BChE zvýšit rychlost rozkladu kokainu 2000krát.

Zdroj: E15
zpět

Vědci našli důkazy o existenci pravěkého druhu člověka, který žil před půl milionem let

Vědci objevili důkazy svědčící o existenci dosud neznámého druhu pravěkého člověka, který žil v Africe před zhruba půl milionem let a jehož geny se stále objevují v některých západoafrických populacích. Informoval o tom britský list The Guardian.

K závěru vědci dospěli při analýze genomu západoafrických populací, při níž zjistili, že až pětina jejich DNA pochází od neznámých předků. Nález podle vědců naznačuje, že předchůdci moderních Západoafričanů se křížili s dosud nenalezeným pravěkým druhem, stejně tak, jako se pravěcí Evropané křížili s neandrtálci.

„Všichni Západoafričané, které jsme zkoumali, mají předky z této neznámé pravěké populace,“ uvedl biolog Sriram Sankararaman, který studii na Kalifornské univerzitě v Los Angeles vedl.

Na rozdíl od současnosti byl svět před stovkami tisíc let domovem mnoha příbuzných druhů nebo poddruhů člověka a když se tito pralidé potkali, nebylo vyloučeno, že se zkříží. V důsledku toho moderní Evropané mají malé množství neandrtálských genů, zatímco původní Australané, Polynésané a Melanésané mají geny od denisovanů, další skupiny pravěkých lidí.

Předchozí studie naznačily, že jiní starověcí lidé kdysi putovali po Africe, ale bez fosílií či DNA pátrání po těchto pralidech vázlo.

V nejnovější studii vědci zkoumali 405 genomů ze čtyř západoafrických populací a pomocí statistických technik zjišťovali, zda se příliv genů z křížení uskutečnil v dávné minulosti. Analýza naznačila, že tomu tak bylo ve všech případech.

Následně vědci hledali v afrických genomech části DNA, které se odlišovaly od moderních genů. Tyto úseky pak porovnávali s geny neandrtálců a denisovanů a dospěli k závěru, že zkoumaná DNA musela patřit dosud neznámé skupině pralidí.

Vědci analyzovali genomy příslušníků různých etnických skupin z Nigérie, Sierry Leone a Gambie a dospěli k závěru, že DNA od záhadné skupiny pralidí představuje dvě až 19 procent jejich genetického původu. Křížení moderních lidí s tímto druhem se podle nich mohlo stát před 43 000 lety. Zároveň ale realita může být ještě komplikovanější, a mohlo například existovat ještě více druhů pralidí, upozornili vědci.

Zdroj: Lidovky.CZ
zpět

Kuřata upravená metodou CRISPR se stala odolnými vůči rozšířenému viru

Úprava genomu metodou CRISPR byla použita k zajištění odolnosti kuřat vůči běžným virům. Tento přístup by mohl zvýšit celosvětovou produkci vajec a masa a zároveň zlepšit životní podmínky.

Upravená kuřata nevykazovala žádné příznaky onemocnění, ani když byla vystavena vysokým dávkám viru ptačí leukózy (ALV). Tento virus je problémem pro chovatele drůbeže na celém světě, uvádí Jiří Hejnar z Akademie věd ČR.

Nakažení ptáci jsou nemocní, vyhublí a depresivní a často se u nich objevují nádory. Virus se do buněk dostává tak, že se váže na protein zvaný kuřecí NHE-1 (chNHE-1). Hejnarův tým již dříve prokázal, že vymazání tří písmen DNA z genu chNHE-1, který tento protein vytváří, zabrání ALV infikovat kuřecí buňky.

Úkolem bylo provést tuto změnu u celých zvířat, a ne jen u několika buněk. Žádný kmen kuřat tuto mutaci přirozeně nemá, takže to nelze provést pouhým šlechtěním. Genetická modifikace kuřat je však obtížnější než modifikace jiných zvířat, například prasat.

Konvenční metoda spočívá v extrakci tzv. prvotních zárodečných buněk, jejich úpravě mimo tělo a následném přidání upravených buněk do embryí uvnitř čerstvě snesených vajec. Tento přístup byl použit k vytvoření kuřat CRISPR v roce 2016, ale úspěšnost je extrémně nízká.

V roce 2017 vyvinul Hejnar lepší metodu: pomocí pozměněných zárodečných buněk obnovil produkci spermatu u sterilizovaných kohoutů. Jeho tým pak pokračoval ve vytváření kohoutů se spermiemi, které mají přesnou deleci v genu chNHE-1.

Křížením jeho potomků vytvořili hejno kuřat bílého leghorna, která mají tuto deleci v obou kopiích genu.

Společnost s názvem Biopharm nyní jedná s producenty drůbeže ve Vietnamu a Číně o zavedení této změny do komerčních chovů. "Je to docela jednoduché," říká Hejnar.

Hejnar také plánuje využít CRISPR k tomu, aby kuřata byla odolná vůči jiným virům, například ptačí chřipce. To by nás všechny učinilo bezpečnějšími: viry ptačí chřipky někdy zabíjejí lidi a existují obavy, že zmutovaný kmen by mohl způsobit smrtící globální pandemii.

V mnoha zemích však stále existuje odpor vůči geneticky modifikovaným potravinám. Uvidíme, zda spotřebitelé přijdou kuřatům s CRISPR na chuť.

Zdroj: New Scientist
zpět

Britští vědci vytvořili první geneticky modifikované kuře, které nešíří ptačí chřipku

Vědci ve Velké Británii vytvořili první geneticky modifikované kuře, odolné proti ptačí chřipce. Tento výsledek znamená, že zatímco geneticky upravená kuřata jsou sama infikována, ostatní virus nedostanou.

Tým výzkumníků na univerzitě ve skotském Edinburku zveřejnil své výsledky v časopise Science. Výsledky ukazují, že je možné chovat zvířectvo odolné vůči virovým onemocněním.

Výzkumníci do kuřat naočkovali umělý gen. Tím se malá část viru ptačí chřipky dostala do kuřecích buněk. Dotyčná kuřata se tak infikovala, ale virus je neškodný pro ostatní drůbež.

Vědci jsou přesvědčeni, že je tato genetická modifikace naprosto neškodná jak pro kuřata, tak pro člověka, který je bude konzumovat.

Profesorka Helen Sangová z edinburské univerzity řekla BBC, že tato genetická modifikace je potenciálně mnohem lepší způsob ochrany proti nemocem než vakcíny, protože tato metoda je účinná, i když virus sám podstoupí mutaci.

Zdroj: iRozhlas.CZ
zpět

FBI jim vrátila špatné dítě, to pravé se našlo až po 53 letech

Neobyčejný příběh se začal psát už v roce 1964. Tehdy bylo manželům Fronczakovým z Chicaga uneseno novorozené dítě. Úřady po malém chlapci usilovně pátraly, podařilo se ho však najít až po dvou letech. Alespoň si to všichni více než půl století mysleli.

Byla neděle 26. dubna roku 1964 a před necelými 24 hodinami porodila Dora Fronczaková v chicagské Nemocnici Michaels Reese malého zdravého chlapečka. S manželem Chesterem mu dali jméno Paul.

Když do pokoje vstoupila žena v přestrojení za zdravotní sestru a chlapečka si k sobě vzala, netušili manželé ještě nic zlého. „Musí se na něj podívat doktor. Za chvíli vám ho vrátím,“ usmála se žena a odnesla dítě z pokoje. Nikdy se už nevrátila.

Tak započal příběh několika smutných osudů, o jehož pokračování se minulý týden postarali investigativní novináři televize KLAS-TV, kteří tvrdí, že vypátrali zmizelého Paula 55 let poté, co byl unesen. Žije pod jiným jménem v malém městečku ve státě Michigan. Před několika měsíci ho prý našla FBI.

V roce 1964 se okamžitě po únosu rozjelo rozsáhlé pátrání pod taktovkou FBI. Případ plnil titulní stránky novin, policisté žádali veřejnost o pomoc. Veškeré pokusy o nalezení uneseného novorozeněte však byly marné po celé dva dlouhé roky. V roce 1966 však byl v jednom obchodním centru v New Jersey nalezen zhruba dvouletý chlapec.

Testy DNA byly tehdy ještě velice vzdálenou hudbou budoucnosti. Nutno dodat, že malý Paul byl unesen den po porodu a jeho identifikace byla tudíž velice obtížná. Lékařští experti se však shodli, že by zejména kvůli tvaru uší opravdu mohlo jít o uneseného Paula. Dítě bylo předáno šťastným rodičům, kteří okamžitě začali dohánět v rodičovství vše, co jim bylo únosem odepřeno.

Pátrání se po desítkách let rozjíždí nanovo

Fronczakovi Paulovi řekli o tom, že byl unesen, až když mu bylo deset let. Nebyli mu však schopni vysvětlit, co se dělo první dva roky jeho života a v Paulovi začalo hlodat podezření, že není jejich dítětem. V loňském rozhovoru se nyní pětapadesátiletý Paul přiznal, že se rozhodl podstoupit testy DNA.

Učinil tak v roce 2012, Dora a Chester s tím nejprve souhlasili, pak však svého syna požádali, aby to nedělal. Paul však musel znát svou minulost a vzorky určené k otestování i navzdory přání svých rodičů do laboratoře poslal. Výsledek potvrdil jeho obavy: mezi ním a jeho rodiči není žádná genetická shoda.

Své zjištění zveřejnil, a tak se před sedmi lety rozjelo opět pátrání po zmizelém chlapci. Paul si najal genealogického genetičku CeCe Mooreovou a rozjel pátrání druhé: po své opravdové rodině. Dora s Chester byli na Paula tak naštvaní, že s ním víc než rok nepromluvili.

Díky pátrání se v roce 2015 dozvěděl Paul své jméno, které dostal při porodu – Jack Rosenthal. Své biologické rodiče už ale poznat nestihl, oba zemřeli. Od jejich příbuzných se dozvěděl, že jeho matka byla alkoholička a otec válečný veterán s velkými psychickými problémy. Také se dozvěděl, že měl sestru Jill. Co se s ní stalo však nikdo neví a Jill Rosenthalová je oficiálně pohřešovaná.

Se svým pravým otcem se už nesejde

Pátrání po pravém Paulovi bylo až donedávna neúspěšné. V roce 2014 se přihlásil jistý Sam Miller, který jako by z oka vypadl podobizně pravého Paula Fronczaka, kterou vytvořili experti. Miller se to tom, že je adoptovaný, dozvěděl tím nejhorším možným způsobem. Selhávaly mu ledviny a on potřeboval najít dárce. Když hledal mezi svou rodinou, jeden z jeho bratranců mu prozradil, že je adoptovaný.

„Takže tady jsem. Doufám, že budu schopen najít ledvinu, rodinu a dál žít svůj život. Protože se už blížím svému konci,“ říkal s nadějí v hlase Miller v roce 2014 v rozhovoru pro stanici ABC. Opět promluvily testy DNA. Miller nebyl hledaným Paulem Fronczakem. Zda se mu podařilo najít svou rodinu či vhodné dárce, není známo.

Dlouho chybějící Paul se nejspíš našel až letos. Dle reportérů KLAS-TV jím má být muž z Michiganu, který si přál zůstat v anonymitě.

„Jeho děti se dozvěděly o případu a napadlo je, že Paulem by mohl být jejich otec,“ uvedl investigativní novinář George Knapp. Testy DNA měly tuto domněnku potvrdit. FBI odmítla senzační zprávu komentovat. „Naše vyšetřování tohoto případu stále probíhá. Sledujeme všechny možné stopy. Víc informací teď sdělit nemůžeme,“ uvedla v prohlášení FBI.

Muž z Michiganu se zatím se svou biologickou matkou nesetkal, s otcem už nemůže. Chester před několika lety zemřel. Dora odmítla celou záležitost jakkoliv komentovat. Marné je doposud pátrání po ženě, která Paula unesla. Podezření padlo na známou podvodnici Lindu Tayolorovou, ta nařčení z únosu vždy odmítla a nikdy z něj nebyla obviněna.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Čínský vědec při úpravě DNA dvojčat zřejmě selhal. Kritika míří na zkreslení údajů i ignorování norem

Před rokem provedli čínští vědci genetickou úpravu dvou embryí, z nichž se narodily děti – cílem změn bylo darovat jim imunitu vůči viru HIV. Části studie zveřejnil na začátku prosince web MIT Technology Review a ukazuje, jak neetické bylo jednání vědeckého týmu.

Z dokumentu podle webu vyplývá, že Che Ťien-kchuej, který tým čínských genetiků vedl, se choval nesprávně po stránce vědecké i etické. Dětem imunitu vůči HIV nedokázal předat, navíc u nich způsobil neplánované mutace. Podle autorů článku čínský genetik zcela ignoroval existující vědecké normy.

Dvojčata Lula a Nana měly být prvními lidmi na Zemi, kteří se stanou díky vědě imunními vůči smrtící nemoci, kterou se stále ještě nepodařilo ani zdaleka porazit. Che Ťien-kchuej tehdy prohlásil, že jeho přelomová metoda je způsob, jak kontrolovat epidemii HIV. Ale již tehdy se objevila řada námitek, že tým vlastně vůbec nemusel uspět – nepodařilo se mu totiž reprodukovat mutaci genu, který tuto odolnost vytváří.

S imunitou vůči HIV se malé procento lidí již rodí: způsobuje ji mutace genu CCR5. Doktor Che tvrdí, že právě na tento gen namířil „genetické nůžky“ – nástroj jménem CRISPR. Pomocí něj měl mutaci vpravit do DNA embryí. Jenže zveřejněné informace říkají, že nic z toho není pravda.

Výzkum chybný vědecky i eticky

Expert na genetické úpravy z Kalifornské univerzity v Berkeley Fjodor Urnov uvedl pro MIT Technology Review: „Tvrzení, že se podařilo reprodukovat variantu CCR5 je do očí bijící dezinterpretace opravdových dat a dá se popsat pouze jediným výrazem: úmyslný podvod.“ Studie podle něj ukazuje, že vědecký tým selhal už v tom, aby vůbec reprodukoval vybranou variantu genu CCR5.

Čínští vědci sice zacílili správný gen, ale nedokázali už replikovat tu správnou variantu označovanou jako Delta 32. Místo toho stvořili úplně novou variantu, jejíž dopad na děti není známý.

Podle Urnova je to tím, že CRISPR je sice vynikající nástroj, ale stále ještě není bezchybný – občas vytváří nechtěné úpravy, což ho činí pro využití na lidech značně kontroverzním nástrojem.

V tomto případě našli vědci v embryích jen jednu takovou nechtěnou změnu, ale je možné, že jich bylo výrazně více – nebylo to ale reálné prozkoumat. Kdyby se o to genetici pokusili, došlo by k poškození buněk embrya a tedy k jeho zničení.

Manipulace s rodiči

Další kontroverzí je, že rodiče dvojčat zřejmě dostali špatné informace a souhlasili s experimentem pravděpodobně kvůli něčemu úplně jinému, než nakonec dostali. Otec dětí byl totiž HIV pozitivní, což je v Číně obrovské společenské stigma – a znemožňuje to v podstatě dostat se k umělému oplodnění. A to přesto, že již existuje funkční a osvědčená technika, jak v takovém případě zabránit spermiím, aby infekci přenesly na plod.

Endokrinoložka Jeanne O'Brienová se domnívá, že právě touha po umělém oplodnění byla tím, co manžele do tohoto experimentu přivedlo – byla to pro ně jediná možnost, jak získat vlastní děti. Nasvědčuje tomu i fakt, že se autoři pokusu snažili zamést řadu stop po této části experimentu; dokonce o ní záměrně nepravdivě informovali.

Profesor Che je přesto přesvědčený, že jeho experiment byl úspěšný a fungoval – studii se pokusil vydat v prestižních žurnálech Nature a JAMA, ty ji ale odmítly, takže zůstává oficiálně nevydaná.

Zdroj: Česká Televize - ČT24
zpět

Šimpanz pere prádlo, odkoukal to od chovatelky

Šimpanzi jsou svou inteligencí proslulí, přesto se však jednomu primátovi v Číně podařilo překvapit i svou chovatelku. Opičák se totiž chopil mýdla a začal prát bílé tričko ve svém výběhu poté, co to od ženy odkoukal. Jeho snažení zachytila kamera, informoval na svém webu britský bulvární deník Daily Mail.

Šimpanzi jsou svou inteligencí proslulí, přesto se však jednomu primátovi v Číně podařilo překvapit i svou chovatelku. Opičák se totiž chopil mýdla a začal prát bílé tričko ve svém výběhu poté, co to od ženy odkoukal. Jeho snažení zachytila kamera, informoval na svém webu britský bulvární deník Daily Mail.

Pozoruhodná příhoda se odehrála minulý pátek v zoologické zahradě Le-che Le-tu v Čchung-čchingu v jihozápadní Číně. Mluvčí zoo uvedl, že osmnáctiletý samec Jü-chuej rád pozoroval svou chovatelku, když prala oblečení, a začal ji napodobovat.

Chovatelka se ale chtěla přesvědčit, zda šimpanz praní opravdu odkoukal, a tak mu do výběhu k malému kamennému bazénku s vodou dala bílé tričko, mýdlo a kartáč. Jakmile byli Jü-chuej s jeho sedmnáctiletou sestrou opět vpuštěni do výběhu, zamířil samec přímo k tričku a začal prát.

Tričko opakovaně namočil do vody a několikrát ho namydlil, zatímco jeho sestra vše sledovala z nedaleké prolézačky. Když se na tričku vytvořilo dostatečné množství pěny, tak ho Jü-chuej opláchl, vyždímal a položil na stranu. Zřejmě ho to ale moc bavilo, protože po chvíli postup zopakoval. Celá akce, během níž chovatelka oběma šimpanzům připravila potravu, trvala zhruba půl hodiny.

Dříve se v tomto roce neobvyklým koníčkem proslavila také osmnáctiletá samice šimpanze Mej Su. Ta naopak odkoukala zametání. Video, na němž si koštětem zametá v kleci, obletělo internet. Zaměstnanci lesní zoo v Šen-jangu na severovýchodě Číny uvedli, že Mej Su má inteligenci asi tříletého dítěte. Uvědomili si to prý, když se nesnažila ukousnout víčko od lahve s vodou, ale prostě uzávěr odšroubovala.

DNA člověka a šimpanze jsou z 99 procent shodné, což z těchto primátů dělá nejbližší žijící příbuzné lidí.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Římskou říši v době rozmachu zaplavili syrští a řečtí migranti

Důkazy získané rozborem genetické informace z kostních pozůstatků někdejších obyvatel starověkého Říma naznačují, že kdysi mocnou říši zaplavili a do značné míry přetvořili k obrazu svému přistěhovalci ze Sýrie a Řecka. Vyplývá to ze studie publikované v odborném magazínu Science, o níž v úterý informoval server The Daily Mail.

„Genetické odlišnosti (porovnávaných vzorků - pozn. red.) byly prostě ohromující,“ konstatoval Ron Pinhasi z Vídeňské univerzity, který porovnával vzorky DNA z pozůstatků sluchových kůstek zemřelých obyvatel starověkého Říma.

Badatelé z univerzity ve Stanfordu ve spolupráci s italskými kolegy zjistili, že zatímco v raném období starověkého Říma a po úpadku Západořímské říše ve 4. století našeho letopočtu složení obyvatel odpovídalo předkům dnešních Západoevropanů, v době největšího rozmachu Říma do říše začali proudit přistěhovalci z dnešního Řecka, Sýrie a Libanonu. Tento fakt složení obyvatel zásadně změnil. S Evropany začali mít Římané velmi záhy pramálo společného.

Z Evropanů příbuzní Turků a Syřanů

Zatímco vzorky odebrané z ostatků tří jedinců, kteří žili před 9 až 12 tisíci roky, korespondovaly s evropskými lovci-sběrači, před 9 tisíci lety se věci daly do pohybu. Mezi obyvatele se začali mísit přistěhovalci z dnešního Turecka.

„Masová migrace je někdy považována za nový fenomén, ale ze vzorků starověké genetické informace je jasné, že se populace ve velkém mísily po velmi dlouhou dobu,“ konstatoval genetik Jonathan Pritchard ze Stanfordské univerzity.

V období 900 až 200 let před naším letopočtem, kdy se Řím rozrůstal a stával se mocnějším, diverzita nadále rostla a vrcholu dosáhla v letech 27 př. n. l až 300 n. l., kdy byl Řím hlavním městem říše sahající od severní Afriky přes blízký východ až po Británii. Pouze dva vzorky z osmačtyřiceti z této doby odpovídají složením DNA příbuznosti s dnešními Evropany.

Celkem vědci odebrali vzorky z ostatků 127 lidí, které našli na 29 archeologických nalezištích na území někdejší Římské říše. Ta se začala rodit v roce 216 př. n. l. a zanikla v roce 476 n. l.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Rána Slovanské epopeji. Slovanský původ tu má 36 procent lidí

Občas se jako strašidlo ze starých dob vynoří hlasatelé velkoslovanské ideje. Většinou jsou to lidé, kteří s něhou hledí směrem k putinovskému imperialistickému Rusku a vzpomínají na Slovana Miloševiče. Proč to vykládají u nás, když to není s naším slovanským původem moc slavné, těžko říct. Asi že je to blbost, tak se to bude líbit.

V rozhovoru pro Aktuálně.cz profesorka Šárka Pospíšilová z Masarykovy univerzity hovoří o genetické variabilitě české populace. Zmiňuje věc, o které se občas píše, ale dobré si ji připomenout: „Zastoupení osob s typickým slovanským původem (cca 36 %) významně nepřevyšuje nad ostatními, například germánský původ je zastoupen u 25 % Čechů, tři další (jihoslovanský, skandinávský a středomořský) mají zastoupení přibližně po osmi procentech.“

Variabilita v populace je podle zemí různá Pokud jde o slovanskou haploskupinu, „Polsko ji má zastoupenou v 58 % a germánskou pouze ve 12 %. V Rusku je 46 % slovanská haploskupina, jihoslovanská pouze 10 %, na Slovensku je 42 % slovanská haploskupina, a další dvě, germánská a jihoslovanská, po cca 15 %.“

Teď jde o to, jak se stoupenci slovanské vzájemnosti a všelijakého velkoslovanství vyrovnají s empirickými fakty. Možná se pokusí něco vymyslet ohledně kulturního vlivu, jenomže my jsme byli po tisíc let součástí různých západních nadnárodních celků, respektive říší (někdejších Evropských unií, abychom poškádlili stoupence mytologické suverenity), že nás to formovalo i kulturně.

Když se počátkem roku zase hodně diskutovalo o Muchově Slovanské epopeji, řekl nám profesor Martin C. Putna: „Lidé v barokní době nebo romantismu mohli snít o tom, že je Rusko úžasné, protože ho nikdy neviděli, neboť bylo bezpečně daleko a neměli s ním žádnou osobní zkušenost. My jsme zažili 20. století, kdy se Slované mezi sebou vyvražďovali a podřezávali. Na Balkáně na sebe mohli Chorvaté a Srbové pokřikovat sprosté nadávky a rozuměli si a to slovanství tam neznamenalo vůbec nic. 20. století zažilo čtvrté dělení Polska, když si Hitler se Stalinem rozdělili Polsko vejpůl. a další události, které nějaké představě o jednotě slovanských národů učinily naprostý konec. Že se ta myšlenka přesto objevuje, znamená asi to, že někteří lidé jsou nepoučitelní…“

Jsme tedy Slované? K tomu M. C. Putna říká: „Čeština je slovanský jazyk, to je lingvisticky zcela objektivní a jasně daná věc. Jazykověda je také jediná vědecká disciplína, ve které se dá o slovanském kontextu hovořit. Čeština, bulharština, lužická srbština a běloruština prostě jsou příbuzné jazyky, ale jinak ty národy nemají společného nic a nikdy nic společného neměly.“

Je to rána. Jak teď velkoslovanství vzkřísit? Genetici, historici a znalci kultury ho neberou vážně. To bude chtít nasadit na síti hodně trollů a robotů. On se na to vždycky někdo chytne.

Zdroj: web
zpět

Vědci změnili genetické nůžky na kladivo proti chřipce. Výzkum je v začátku, ale nadějný

Většina těch nejběžnějších nebo nejvíce smrtících patogenů jsou RNA viry – ať už jsou to ebola, zika nebo chřipka. Všechny spojuje navíc i to, že se jen velmi špatně léčí a mnohdy na ně léčba dokonce ani neexistuje. Teď ale vědci z MIT a Harvardu přišli na to, jak změnit enzym Cas13 na antivirotikum, které může být naprogramované k ničení virů v lidských buňkách.

Už dříve se vědcům podařilo upravit enzym Cas13 tak, aby krájel a stříhal v rámci genetického nástroje CRISPR lidskou RNA a dokázal také hledat přítomnost virů, bakterií a dalších cílů. Nyní ale poprvé úspěšně otestovali, jak CRISPR využít proti virům v lidských buňkách.

Výzkumníci zkombinovali antivirovou aktivitu enzymu Cas13 s jeho schopností pátrat po určitých aktivitách a vytvořili tak jeden systém, který by měl být v budoucnu schopný najít a současně zničit virovou infekci v podstatě jakékoliv povahy. A to včetně virů nových a neznámých.

Tento systém nazvali CARVER neboli řezbář – název je ale zkratkou slov „Cas13-Assisted Restriction of Viral Expression and Readout“. Popsali to v odborném časopise Molecular Cell.

Hlavní autoři tohoto potenciálně přelomového nástroje pocházejí z Harvardovy univerzity. Vývoj vedla Pardis Sabetiová a popsala ho takto: „Lidské virální patogeny jsou extrémně různorodé a neustále se přizpůsobují svému okolí. To znamená, že je složité najít na ně léčbu, a současně to zdůrazňuje, že je potřeba, aby byly takové nástroje dostatečně pružné.“ CARVER je podle ní velmi silná programovatelná technologie, která se dá použít pro množství druhů virů.

Virová hrozba

Že je potřeba nového přístupu k virům akutní, se shoduje většina expertů. Během posledních padesáti let bylo vyrobeno devadesát schválených léčiv účinných proti virům – ta ale léčí jen devět chorob. Další problém spočívá v tom, že viry si dokážou velmi rychle vytvořit proti léčivům odolnost. Ani očkování příliš nefunguje; schválených je jen 16 vakcín.

Vědci se proto soustředili na novou strategii – a tou je právě enzym Cas13. Má spoustu vlastností, které se dají chytře využít: je programovatelný, a tedy ovladatelný, může cílit na specifické sekvence RNA a snadno proniká do buněk. Má jen málo omezení a je už dobře prozkoumaný, takže jeho výzkum nepřináší mnoho rizik.

Teoreticky se dá naprogramovat tak, aby zaútočil na jakoukoliv část viru. A podobně jako v rámci programu CRISPR krájí DNA, může rozřezat i viry. Vědci se ale zatím potýkají s tím, že viry jsou velmi rozmanité a proměnlivé – když Cas13 zacílí špatně, jde o „výstřel do prázdna“ a tento zákrok pak nemá žádný efekt.

V rámci nového výzkumu proto experti identifikovali tisíce míst u stovek druhů virů, na něž by se dalo zaútočit pomocí Cas13.

Testy a výsledky

Výzkumníci otestovali takto upravený Cas13 na třech virech v lidských buňkách. Během 48 hodin dokázal tento enzymatický skalpel snížit množství virové RNA v buňkách čtyřicetinásobně.

V současné době je tento výzkum teprve v zárodku a nedá se proto očekávat, že by se v dohledné době mohla metoda objevit v praxi.

Zdroj: Česká Televize - ČT24
zpět

Japonský premiér se chce setkat s Kimem

Navzdory silným výhradám Tokia vůči severokorejským raketovým testům, dal v pátek japonský premiér Šinzó Abe najevo zájem setkat se se severokorejským předsedou Kim Čong-unem. Chce s ním projednat osudy Japonců, kteří byli uneseni severokorejskými agenty na přelomu sedmdesátých a osmdesátých let, uvedla televize Al-Džazíra.

„Jsem odhodlán se setkat s předsedou Kim Čong-unem tváří v tváře bez předběžných podmínek, abych vyřešili důležité téma únosů,“ řekl Abe na začátek parlamentní sezóny. Abe tento zájem dal najevo už v půlce září poté, co se setkal s příbuznými unesených.

Mezi lety 1977 až 1984 bylo podle Tokia uneseno 17 Japonců. V roce 2002 Severní Korea překvapivě přiznala, že je skutečně unesli její agenti, ale uvedla, že jich bylo jen třináct. Pět unesených bylo repatriováno. KLDR uvedla, že zbylých osm je po smrti. Popřela, že by další čtyři Japonci kdykoli vstoupili na území KLDR.

Abe ale chce prošetřit osudy všech a zajistit, že se všichni žijící vrátí do Japonska. Protože zatím Kim nedával najevo zájem se s Abem sejít, ten se v obrátil i na amerického prezidenta Donalda Trumpa, aby mu v tom pomohl, když se dvakrát setkal s Kimem. S Trumpem se dokonce v květnu setkali i matka a mladší bratr jedné z unesených Megumi Jokotové.

Jokotová byla unesena v roce 1977 v třinácti letech. Rodiče dlouho usilovali o vyjasnění jejího osudu a stěžovali si na japonskou vládu, že nejedná. Když KLDR přiznala únosy japonských občanů, uvedla, že Jokotová nežije, prý spáchala sebevraždu v roce 1994. Test DNA ostatků, které Pchjongjang předal v roce 2004 Japoncům, ale nepotvrdily, že by šlo o příbuznou Jokotových.

V roce 2014 se mohli setkat v Severní Koreji se svou vnučkou. U té test DNA potvrdil, že jsou příbuzní. Na osud své dcery a její matky se však neptali.

Jokotovi dál věří, že jejich dcera je naživu a doufají, že se jim ji podaří ještě vidět, i když v listopadu 2014 napsal jihokorejská deník Tong-a-ilbo, že se skutečně v roce 1994 předávkovala sedativy. List s odvoláním na zaměstnance nemocnice, kde Japonka zemřela, napsal, že Jokotové byla podána sedativa a hypnotika ve vyšší dávce, než je bezpečné. Její tělo pak skončilo ve společném hrobě.

Zdroj: Novinky.CZ
zpět

Vědci vyzývají k vyhnutí se termínu „rasa“. Koncept ras je podle nich biologicky neodůvodněný a je důsledkem rasismu

Vědci z německé univerzity v souvislosti se stým výročím úmrtí „německého Darwina“ Ernsta Haeckela přišli s deklarací, v níž se distancují od klasifikace lidí na základě jednotlivých ras. Koncept lidské rasy je podle nich důsledkem rasismu, nikoliv jeho předpokladem. Vědecká slušnost by měla vyloučit užívání termínu „rasa“, tvrdí podle serveru Deutsche Welle vědci.

Akademici Martin S. Fischer, Uwe Hossfeld a Johannes Krause z Fridrich Schiller University Jena a Stefan Richter z University of Rostock představili na 112. výročí Německé zoologické společnosti v Jeně v rámci akce nazvané „Jena, Haecke a otázka lidských ras aneb Jak rasismus vytváří rasy“ takzvanou Jenskou deklaraci (Jena Declaration).

Klasifikace do ras vedla k pronásledování, zotročování a zabíjení

Vědci volají po tom, aby se termín „rasa“ přestal již nadále používat, když uvedli, že neexistuje žádný biologický základ pro klasifikaci lidí do ras. „Primární biologické ospravedlnění pro definování skupin lidí coby ras – založené například na barvě kůže, očí nebo tvaru lebek – vedlo k pronásledování, zotročování a zabíjení milionů lidí,“ napsali vědci v deklaraci.

„Ačkoliv neexistuje žádný biologický základ pro rasy - a nikdy neexistoval, koncept rasy je výsledkem rasismu, nikoliv jeho předpokladem.“

Hierarchická kategorizace skupin lidí založená na jejich biologických vlastnostech – například barvě očí, barvě kůže nebo tvaru lebky – vyvozuje evoluční vztahy mezi rasami, což vědci v Jeně nyní nazvali novou formou rasismu.

Německý Darwin rozdělil lidi do 12 druhů a 36 ras

Letos si Němci připomínají sté výročí úmrtí Ernesta Haeckela, známého německého zoologa a evolučního biologa, který podle některých měl přispět k nacistické biologii. Sám totiž dříve roztřídil lidi do 12 druhů a 36 ras, přičemž jednotlivé rasy hierarchicky seřadil. Do spodní části umístil „Papuánce, Hotentoty, Kafry a černochy, kteří jsou podle něj příbuznější se savci než s „vysoce civilizovanými Evropany“.

Prostřednictvím své údajné vědecké klasifikace ras do rodokmenů Haeckel „osudově přispěl do formování rasismu, který byl zdánlivě založen na vědě,“ napsali vědci. Uwe Hossfeld svého vědeckého předchůdce označil za „naturalistického rasistu“, který byl ovšem „dítětem své doby“.

Vědecký výzkum genetických variací člověka podle vě