Slo-Tech - Začetek oktobra je vsako leto posvečen Nobelovim nagradam, saj v Stockholmu in Oslu razglasijo prejemnike, katerim jih izročijo na decembrski slovesnosti. Danes je Nobelov odbor na švedskem inštitutu Karolinska sporočil, da Nobelovo nagrado za medicino ali fizologijo prejmeta ameriška biologa Victor Ambros in Gary Ruvkun za odkritje mikroRNK in njene vloge pri posttranskripcijski regulaciji genov. Leta 1993 sta mikroRNK odkrila v glisti C. elegans, a se je hitro izkazalo, da je pomembna pri vseh večceličnih organizmih vključno z ljudmi.

Večcelični organizmi imajo večinoma specializirane celice, ki lahko tvorijo različna tkiva in organe. Celice v očesu so pomembno drugačne od celic v želodcu ali mišici, a so vse nastale po istem načrtu. Njihov DNK je enak, razlikujejo pa se, ker so se v njih izrazili različni geni. Izražanje genov uravnavajo različni faktorji, ki se vežejo na DNK in bodisi aktivirajo ali deaktivirajo posamezne gene, a to ni edini regulatorni mehanizem. Že leta 1965...

Slo-Tech - Kultno igro Doom iz leta 1993 - katere zadnjo skrivnost so razrešili šele pred petimi leti - so do danes preigrali milijoni, hkrati pa so jo številni razvijalci uspeli pognati na najrazličnejši strojni opremi. Pametne ure, računala, mikrovalovne pečice, simulacije (Minecraft, Excel) in celo testi nosečnosti - na vse te naprave so že uspeli spraviti Doom. Zato je ta teden veliko pozornosti požela vest, da Doom teče celo na bakterijah. Resnica je nekoliko bolj kompleksna, a nič manj zanimiva.

Zamisli o molekularnih računalnikih niso nove. Uporaba DNK za računanje ima že 30-letno zgodovino, a so trenutni prototipi izjemno počasni. Način, kako so pognali Doom na bakterijah, s temi poizkusi nima nič skupnega. Doktorska študentka bioinženirstva in sintetične biologije na MIT Lauren Ramlen je Doom prikazovala na zaslonu, ki ga sestavljajo bakterije.

Že leta 2020 je Christopher Voight z MIT-a pokazal, da je možno s celicami E. coli zgraditi zaslon, ki ima binarne pike (torej so pike enobarvne, vključene ali izključene). Celice torej delujejo kot vir svetlobe namesto klasičnih svetil. Nekatere celice namreč proizvajajo kemikalije, ki oddajajo svetlobo - flourescirajo. Pomislite na primer na kresničko.

Lauren Ramlen je nadgradila to...

University of Chicago - Ameriški in kitajski raziskovalci so pokazali, da razmeroma enostavna sprememba v delovanju informacijske RNK za kar polovico poveča pridelek tako spremenjenega riža in krompirja.

Rastoča človeška populacija in vse bolj drastične posledice podnebnih sprememb resno bremenijo naše sisteme pridelave hrane. Zato si v biotehnologiji že dlje časa prizadevajo tudi s pomočjo genskega inženiringa ustvariti rastline, ki bodo odpornejše na višje temperature in pomanjkanje vode ter bodo obilneje rodile. Toda čeprav je napredek zaznaven, so veliki preboji še bolj redki in zato je nedavno odkritje znanstvenikov z univerz Chicago, Peking in Guizhou, da že razmeroma enostavna modifikacija delovanja mRNK močno poveča pridelek najbolj razširjenih poljščin, toliko bolj razburljivo. Obenem pa bi lahko povedalo več tudi o podobnih mehanizmih v živalskih organizmih in človeku.

Že nekaj časa vemo, da gol spisek genov, ki v našem DNK hranijo recept za sestavne dele organizma, zlepa ne predstavlja vsega,...

Slo-Tech - Na predmetih, ki se jih dnevno dotika veliko ljudi, uspevajo številni mikroorganizmi, od bakterij in gliv do virusov. Ko so leta 2015 v New Yorku jemali vzorce s podzemne železnice, so odkrili ogromno predhodno neznanih vrst. Skoraj polovica (48 odstotkov) odkritega DNK je pripadala neznanim organizmom. Našli so 1688 vrst bakterij, virusov, arhej in evkariontov. Sedaj so v Cell objavili razširjeno raziskavo, za katero so vzorčili v 60 mestih po vsem svetu. Odkrili niso le kopice novih organizmov, temveč tudi njihovo unikatnost. Kljub nekaterim prevladujočim organizmom, ki so zastopani po vsem svetu, je mikrobiom vsakega mesta tako edinstven, da je z 88-odstotno zanesljivostjo možno ugotoviti, od kod izvira posamezen vzorec.

Vzeli so 4728 vzorcev iz 60 mest, ki so jih analizirali. Z analizo DNK so odkrili organizme iz 31 taksonov. Med njimi je tudi 10928 vrst virusov, 1302 vrst bakterij in dve vrsti arhej, ki jih dotlej nismo poznali. To pomeni, da je spet skoraj polovica (45...

Slo-Tech - Po tem, ko so ameriški znanstveniki lani predstavili prve umetne biorobote, so jih raziskave ponesle v presenetljivo smer, saj so ugotovili, da se žabje zarodne matične kožne celice kar same organizirajo v avtomate, ki se znajo gibati in se odzivajo na okolico, v omejeni meri pa tudi prehranjujejo. Medtem je skupina z inštituta J. Craiga Venterja naposled uspela izpopolniti svoje sintetične celice z najkrajšim možnim genskim zapisom tako, da se zdaj pravilno delijo.

Lanskega januarja so raziskovalci z ameriških univerz Tufts, Vermont in Harvard razkrili organske robotke, ki so jih poimenovali xenobots. Naziv prihaja od izvora zarodnih matičnih celic, iz katerih so bili zgrajeni in ki so jih pobrali iz zarodkov žabe vrste Xenopus laevis. Šlo je za navdušujoč premik v grajenju sintetičnih bioloških robotov, saj so se ksenobotki znali gibati s trzanjem preprostega tkiva iz celic srčne mišice, nosili tovor in se ob poškodbi deloma celo samoobnavljali. Znanstveniki so jih obenem...

New Scientist - Ameriški raziskovalci so s pomočjo bakterij razvili zmes, iz katere trden gradbeni material "raste" podobno kot lupine školjk. Opeke je z njim mogoče dobesedno eksponentno množiti in jih popravljati.

Industrija cementa beleži enega večjih izpustov toplogrednih plinov in nevarnost posledic globalnega segrevanja raziskovalce sili v iskanje novih procesov gradnje, ki bi namesto tega ogljikov dioksid vezali. V tej smeri se eksperimentira tudi s fotosintetičnimi organizmi in znanstveniki z Univerze Boulder v Coloradu so v publikaciji Matter objavili razvoj tovrstne snovi. Uporabili so fotosintetično cianobakterijo rodu Synechococcus, ki proizvaja kalcijev karbonat, kar so izkoristili za vezivo. Zmesi bakterij in hranil so dodali pesek in želatino, nakar so organizmi pod sončno svetlobo delce peska povezali z apnenčasto snovjo, podobno kot nastaja školčja lupina. Po izsušitvi je ostal material, ki sicer po trdnosti še ne dosega betona, je pa primerljiv z malto.

Zanimivo je, da je...

Technology Review - Ameriški raziskovalci so iz žabjih celic napravili delujoče organske stroje, ki se lahko premikajo, nosijo tovor in se samoobnavljajo, kar je tako nova letvica na poti do ustvarjanja umetnega življenja, kot tudi nova stopnja robotike.

Znanstveniki z univerz Tufts, Vermont in Harvard so vzeli zarodne celice afriške žabe Xenopus laevis in iz njih napravili manj kot milimeter velike večcelične organske avtomate. Po izvoru celic so jih posrečeno poimenovali "xenoboti", napravice pa se lahko gibljejo z lastnim pogonom, nosijo tovor v za to namenjenih vdolbinah in se ob poškodbah do neke mere tudi same obnavljajo. Xenoboti so zgrajeni iz kožnih celic, ki jim dajejo zgradbo, in pa srčnih, ki sestavljajo pogonski sklop, saj se premikajo s trzanjem majhnih okončin. Po nastanku je v njih shranjene dovolj energije za okrog deset dni delovanja, nakar odmrejo. Prav tako so omejeni na vodni okoliš, spričo dejstva, da se ne prehranjujejo ali sami razmnožujejo, pa bi jih tudi le stežka označili...

New Scientist - Ameriški biokemiki so napravili računski stroj, ki uporablja DNK za korenjenje števil do vključno devetsto, in sicer z zanimivo rešitvijo izpisa, saj rezultate sporočajo fluorescentni označevalci.

Računski stroji, ki za hrambo in procesiranje podatkov uporabljajo molekule naravnega dednega materala - DNK, so poleg kvantnih druga veja računalnikov, s katerimi skušajo inženirji obiti omejitve obstoječih, klasičnih naprav. Deoksiribonukleinska kislina ta hip veliko obeta predvsem pri hrambi podatkov. Zelo je obstojna in se, tudi zaradi tridimenzionalne zgradbe, ponaša z visoko gostoto zapisa informacij: že pred osmimi leti je harvardski genetik George Church z ekipo v en gram DNK zapisal 700 terabajtov. Microsoft ima ambiciozen cilj že letos ponuditi prvo eksperimentalno shrambo podatkov v obliki DNK v oblaku. Lani je v tem oziru tako predstavil prvi stroj za avtomatizirano shranjevanje in branje molekul, ki pa je še vedno presneto počasen, saj je besedo "hello" shranjeval in bral...

Nature - Znanstveniki z Univerze Cambridge so napravili umetno verzijo bakterije Escherichie coli z modificiranim genskim zapisom, ki s štirimi milijoni baznih parov postavlja nov mejnik v gradnji sintetičnih organizmov.

Leta 2010 je ekipa Craiga Venterja sestavila prvi umeten živi organizem in spisala zgodovino. Odtlej se raziskovalci pri ustvarjanju sintetičnega življenja lotevajo predvsem vprašanja, zakaj je genski zapis tak, kot je, saj njegova sestava ni v vseh pogledih intuitivna. Znatni deli zapisa so pomnoženi, zaradi česar so lahko znanstveniki na primer prepolovili...

Slo-Tech - Švedska kraljeva akademija znanosti je danes sporočila, da letošnjo Nobelovo nagrado za kemijo prejmejo ameriška kemičarka Frances H. Arnold (polovico) ter ameriški kemik George P. Smith in britanski biokemik Gregory P. Winter (vsak četrtino) za usmerjeno evolucijo encimov in vezavnih proteinov. Letošnji prejemniki so razvili in izpopolnili metode, ki omogočajo izrabo evolucijskih principov pri pripravi encimov, ki so koristni pri proizvodnji številnih kemikalij, vse od biogoriv do zdravil. Na podoben način selektivno vzgojena protitelesa so uporabna v boju proti...

Slo-Tech - Moderna plastika je skoraj čudežni material - lahko jo oblikujemo v poljubne oblike, je trdna in vzdržljiva, nestrupena in stabilna. Prav zadnja lastnost povzroča največ težav, saj se odpadki kopičijo in kopičijo. Plastika sčasoma preperi na majhne koščke, ki pa se še stoletja ne razgradijo, zato so jih morja polna. Čeprav sama po sebi ni strupena, kazi morja, obale in predstavlja veliko nevarnost za živali, kadar se jim kam zatakne.

Ena najpogostejših vrst plastike se imenuje PET (polietilen tereftalat). V naravnem okolju praktično ni organizma, ki bi jo bil sposoben razgraditi, zato se...

Nature - Abecedo življenja sestavljajo le štiri črke, ki so jih biokemiki nadeli imena A (adenin), C (citozin), G (gvanin) in T (timin). Molekule DNK vsebujejo le te štiri baze in to zadostuje, da opisujejo vso pestrost življenja na Zemlji. Sedaj pa so raziskovalci uspeli v bakterijo Escherichia coli vgraditi dve dodatni bazi, ki so ju poimenovali X in Y, ter bakterijo prisiliti v proizvodnjo novih proteinov. O dosežku pišejo v Nature, ki mu je posvetila tudi poljudni uvodnik.

Proteine, ki sestavljajo živa bitja, sestavlja dvajset aminokislin in nekaj zelo redke eksotike (selenocistein in v nekaterih primitivnih oblikah...

Slo-Tech - Raziskovalci z Univerze Washington v Seattlu so pokazali, da je mogoče v zaporedje DNK shraniti zlonamerno programsko opremo, ki se zažene na računalniku, ki sekvencira to zaporedje. Čeprav je ranljivost za zdaj še zelo teoretične narave in v praksi ni veliko možnosti, da bi jo zlorabili, so uspeli izdelati delujoč prikaz koncepta. Z napredkom raziskav o shranjevanju podatkov v DNK bo namreč tudi možnost zapisovanje računalniških virusov v DNK postala realen problem. V preteklosti so na primer znanstveniki v DNK že uspeli vgraditi sliko.

Koncept je v resnici zelo preprost. DNK je molekula, ki jo sestavljata dve verigi, ki sta zviti v vijačnico in sta zaradi vodikovih vezi med komplementarnimi baznimi pari zelo stabilni. V verigi nastopajo štiri baze (adenin, citozin, gvanin in timin),...

Slo-Tech - Najvišje znanstveno odlikovanje za dosežke na področju kemije so si letos prislužili švedski biokemik in zdravnik Tomas Lindahl, ameriški kemik Paul L. Modrich in turški kemik Aziz Sancar. Nagrado bodo prejeli za svoje delo pri raziskavah mehanizmov za popravljanje DNK v celicah.

DNK je molekula, ki v vseh živih bitjih (z izjemo nekaterih retrovirusov) hrani vse dedne informacije, ki so potrebne za razvoj živega bitja. Vsaka celica ima v celičnem jedru (in malo še v mitohondrijih in kloroplastih) enako kopijo DNK, ki je pri...

Slo-Tech - Univerza v Oklahomi je med Američani izvedla raziskavo o hrani, v katero so podtaknili tudi nekaj vprašanj, s katerimi so preverili pismenost in odkritost sodelujočih. Izkazalo se je, da nista posebej visoki, saj Američane v hrani moti DNK. Morda pa so mislili na GSO ...

V raziskavi je sodelovalo približno tisoč ljudi. Izmed teh jih je približno 80 odstotkov dejalo, da bi si želeli jasno označitev prehranskih izdelkov, ki vsebujejo DNK. Deoksiribonukleinsko kislino vsebujejo vsa živa bitja, ker jo v celici uporabljajo za zapis genske informacije. Torej imajo vso meso, sadje in zelenjava DNK, pa zato niso čisto nič strupeni, nenaravni ali škodljivi. Ampak DNK se sliši tako učeno in...

Nature - Znanstveniki so uspeli ustvariti živo bakterijo, ki v svoji genetski kodi ne vsebuje le več štirih osnovnih črk (A, C, G, T), iz katerih je brez izjeme ustvarjeno vso življenje, ampak ima tudi črki X in Y, o čemer pišejo v novi številki Nature. Kot že tolikokrat doslej bomo pogledali, kaj ta revolucionaren dosežek pomeni, kaj obeta in hkrati razblinili nekaj neupravičenih strahov.

Osnove molekularne biologije so dobro znane že vrsto let. Deoksiribonukleinska kislina (DNK) je dolga molekula, v kateri ima vsak organizem zapisan svoj genetski načrt in edina prtljaga, ki jo prinesemo na ta svet. Njen skelet tvorijo molekule sladkorja s petimi ogljikovimi atomi (pentoza) 2-deoksiriboze v ciklični obliki, ki so med seboj povezane prek negativno nabitih fosfatnih skupin. Na vsak sladkor je pripeta še ena izmed štirih osnovnih dušikovih baz - adenin, citozin,...

Nature - Resničnost je po navadi bolj zanimiva od fikcije, kar se je zgodilo tudi to pot. Ekipa francoskih in ruskih raziskovalcev je v 30.000 let zamrznjenem permafrostu odkrila nov virus, ga odtalila in z njim okužila celice. Preden zaženete preplah, povejmo, da virus napada amebe in nam torej ni nevaren, je pa odkritje izjemno zanimivo.

Ali so virusi sploh živi, je odprto vprašanje in biologi se še niso poenotili. Razlog je izmuzljivost definicije živega, ki je še vedno zgolj opisna. Nesporno pa je, da gre pri virusih za do skrajnostni poenostavljene skupke nukleinskih kislin, ki običajno poleg...

Slo-Tech - Ena izmed ljudem najnevarnejših spojin na svetu so živčni strupi bakterij Clostridium botulinum (in sorodnic C. butyricum, C. baratii, C. argentinense), ki imajo LD₅₀ (odmerek, pri katerem umre polovica izpostavljenih osebkov) okrog 1-2 ng/kg za intravenozni vnos in približno desetkrat več ob vdihavanju. Znanstveniki so odkrili novo vrsto tega strupa, ki je najbolj nevarna izmed vseh znanih, sedanji protistrupi pa so neučinkoviti. Zaradi tega se je prvikrat zgodilo, da zaporedja DNK-zaporedje, ki kodira protein novega strupa, niso javno objavili. To bodo storili šele, ko bodo razvili protistrup.

Bakterije, ki...

Slo-Tech - Povej mi, s kom se družiš, pa ti povem, kdo si, je stara modrost. Podobne glave pač tičijo skupaj in doslej je veljalo, da med seboj družijo ljudje s podobnimi interesi, prepričanji, vrednotami in značajskimi lastnostmi - tudi na Facebooku. Raziskava Univerze Yale in Univerze v Kaliforniji pa odkriva, da se ljudje družijo, ker imajo podoben DNK.

Ljudje med vsemi živimi bitji tvorijo najkompleksnejše družbene strukture, še posebej značilne pa so povezave med ljudmi, ki ne sodijo v kategorijo partner ali sorodstvo. Teh, recimo jim prijateljstvo, naklonjenost ali zavezništvo, v tolikšni meri ne vzpostavljajo nobene živali. Vprašanje, s katerim so se ukvarjali v raziskavi, ni, zakaj ljudje sklepamo te povezave, saj je razlogov za to več in so dobro poznani (v končni fazi imamo od njih pač...

Slo-Tech - Ameriški državni sekretar John Kerry je včeraj dejal, da imajo ZDA dokaz, da so v Siriji 21. avgusta v zloglasnem napadu na civiliste uporabili bojni plin sarin. To naj bi dokazovale kemične in toksikološke preiskave vzorcev las in krvi žrtev. Tudi inventar naj bi podpiral to tezo, saj ima Sirija ogromne zaloge sarina. Ali je bil dejansko uporabljen sarin, je na tem mestu še...

ScienceDaily - Raziskovalci z japonskega Centra RIKEN za raziskovalno biologijo v Kobeju so uspeli uspešno klonirati isto miš skozi 25 generacij, poročajo v najnovejši številki revije Cell Stem Cell. Kloniranja so izvajali z istovrstnim postopkom, kot je bila leta 1996 ustvarjena ovca Dolly, le da so ga izpopolnili in odstranili nekaj pomanjkljivosti.

Dolly je bila velik uspeh, čeprav je imel postopek kloniranja nekaj pomanjkljivosti. Omenjena ovca je bila prvi sesalec, ki so ga uspeli klonirati s tehnologijo SCNT (prenos jedra somatskih celic). Ovci darovalki so odstranili somatsko (zrelo telesno, za razliko od spolnih) celico, iz nje izolirali jedro in ga vstavili v jajčece. Rodila se je Dolly, ki je bila popolna kopija ovce...

Technology Review - Ali je na Marsu življenje kdaj v zgodovini obstajalo, še ni zadovoljivo pojasnjeno. Roverji na Marsu poizkušajo odkriti vsaj posredne dokaze (ali protidokaze) za to podmeno, kot so tekoča voda, prisotnost enostavnih organskih spojin ipd. Mars je danes sicer opustel, a v preteklosti ni bilo vedno tako. Nekoč je po površju skoraj zagotovo tekla tekoča voda in tako nemogoče verjeti, da je v njej tudi kaj gomazelo.

Ameriški biolog in poslovnež Craig Venter iz podjetja Synthetic Genomics je napovedal drzno misijo oživljanja Marsovcev. Sestaviti želi napravo na iskanje in sekvenciranje DNK (to seveda na Zemlji že dolgo časa imamo), ki bi jo z enim prihodnjim roverjev poslal na Mars. Če bi tam kje našel ostanke DNK, kar ni tako nemogoče, saj je DNK...

Nobelove nagrade - Švedska kraljeva akademija znanost je danes razglasila prejemnika naslednje Nobelove nagrade za leto 2012, in sicer za kemijo. Skoraj milijon evrov težko priznanje si bosta razdelila ameriška zdravnika in raziskovalca Robert J. Lefkowitz in Brian K. Kobilka "za raziskave z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR)". S tem izrazom označujemo receptorje na površini celic, ki jim omogočajo zaznavanje dražljajev iz okolja in reagiranje nanje (če vas kemijsko ozadje ne zanima, preskočite na zadnji odstavek).

G-proteini so posebna skupina proteinov, ki sodelujejo pri prenašanju signalov in delujejo kot molekularna stikala. Celico namreč omejuje fosfolipidni dvosloj, ki mu nekemiki pravijo celična membrana. Ta odlično izolira celico od zunanjega okolja, skozi fosfolipidni...

Wired News - Ponarejena elektronika je velik problem, saj je njeno poreklo nemogoče določiti, njena zanesljivost pa je odvisna od sreče. V najboljšem primeru gre za kopije, ki se izven delovnega časa proizvajajo v kitajskih obratih, ki sicer proizvajajo za znane blagovne znamke, v najslabšem primeru pa gre za izdelke, ki z izvirnikom nimajo nič skupnega. Ponaredke, ki so mnogo cenejši od originalov, je lahko prepoznati, dosti teže pa je pri dražjih in bolj dovršenih. Ker so pereč problem tudi v vojski, je Pentagon poiskal možno rešitev, piše Wired.

V vojski je problem zlasti uporaba starih sistemov, za katere je težko najti rezervne dele in dobiti vzdrževanje. Včasih se zato zgodi, da pri raznih posrednikih in preprodajalcih nevede nabavijo ponarejene komponente, ki povzročajo veliko škode. Na...

Wired News - Grafični procesorji, ki so jih dolga leta v popolnost izkoriščali le strogo namensko, torej za izračun in prikazovanje slike, so v zadnjih letih pridobili mnogotera mesta uporabe. Izkazalo se je namreč, da so pri operacijah s števili s plavajočo vejico neprimerno hitrejši in varčnejši od centralnih procesorjev, zato so zasedli nepogrešljiva mesta v superračunalnikih in tudi v manj velikopoteznih aplikacijah prek Nvidine CUDE oziroma AMD-jevega Streama. Tipičen primer je razbijanje kriptografskih gesel, ki na grafičnih procesorjih poteka za več kot velikostni razred hitreje.

Uporaba grafičnih procesorjev za splošno računanje ima tudi raznovrstno uporabo v znanosti....

Science Blog - Lani ob takem času je NASA razburkala svetovno znanstveno srenjo z objavo, da so odkrili arzenove bakterije. V jezeru Mono so namreč našli bakterije, za katere se je izkazalo, da živijo v z arzenom izjemno bogatem okolju. Prva avtorica članka Felisa Wolfe-Simon s sodelavci je zaključila, da bakterije ne le preživijo v arzenovem okolju, kar ni nič novega, ampak ga vgrajujejo v svoje proteine in DNK. To postavlja na glavo poznavanje biologije in kemije živih organizmov, saj so doslej za osnovne gradnike veljali vodik, kisik, ogljik, žveplo, dušik in fosfor. Avtorji raziskave pa trdijo, da bakterije prav fosfor nadomeščajo z arzenom.

Mnogo znanstvenikov se s temi rezultati ne strinja in išče več razlag, v čem je bil poizkus pomanjkljiv in...

Slo-Tech - Julijska ekspedicija Scrippsovega inštituta za oceanografijo pri Univerzi v San Diegu v globine Marijanskega jarka (najgloblje oceansko dno na Zemlji) je na doslej rekordnih globinah našla neodkrita živa bitja z zelo zanimivimi lastnostmi. Gre za gigantske amebe, ki so vidne s prostim očesom in prilagojene na življenje v temi, hladu in pod ogromnim pritiskom.

Amebe so našli na globini 10.641 metrov, kjer je pritisk približno tisočkrat večji kot na površju, medtem ko je bil dosedanji rekord 7.500 metrov. Odkrili so amebe, ki merijo tudi več kot 10 centimetrov, a sestojijo iz ene same celice. Gre torej za ene največjih celic na svetu, saj imajo živa bitja običajno tako majhne celice, da jih je potrebno gledati pod mikroskopom.

Imajo pa te...

Nature - Sekvenciranje DNK oziroma določanje zaporedja nukleotidnih baz (adenin, gvanin, citozin, timin) v genskem zapisu živih bitij ni več nov postopek, ampak se uporablja že praktično rutinsko. Poznamo zaporedja človeka pa tudi množice drugih arhebakterij, bakterij in evkariontov (koruza, riž, mačka, konj, pes, šimpanz ...). Na novo sekvencirani genomi zato niso več najpomembnejša novica, a vseeno znanstveniki marljivo nadaljujejo delo na vedno novih organizmih. Aktivno področje je tudi sekvenciranje rastlin, ki proizvajajo substance s terapevtskim učinkom. Konec tedna so tako objavili genom rastline Cannabis Sativa, bolj znane kot konoplje.

Sekvenciranje je izvedlo podjetje Medicinal Genomics in svoje...

Slo-Tech - Leta 2008 so v Veliki Britaniji dvema raziskovalnima skupinama dovolili izvajati raziskave, v katerih uporabljajo hibridne človeško-živalske zarodke. Univerza v Newcastlu in King's College v Londonu sta bili dovolj ugledni in z visokimi moralnimi standardi, da jima je HFEA (Human Fertilisation and Embryology Authority) izdala licenci po zakonu. Kasneje jo je dobila še Univerza Warwick. Daily Mail je ta teden objavil, da so do danes v Veliki Britaniji pripravili že več kot 150 hibridnih zarodkov, kar je po svetu sprožilo žolčne razprave o etičnosti takega početja, tudi v naših medijih.

Večina ljudi, ki sodelujejo v teh polemikah, tudi v občilih, si hibridne človeško-živalske zarodke predstavlja povsem napačno. Prepričani so, da bi ti zarodki zrasli v nekaj podobnega predstavitvi avstralske umetnice Patricie Piccinini....

PhysOrg.com - Znanstveniki z Univerze v Warwicku so v bakteriji Rhodococcus jostii RHA1 našli gena za encima iz skupine peroksidaz Dyp, označena kot DypA in DypB, ki omogočata razgrajevanje lignina. Podrobno so analizirali DypB, za katerega so odkrili, da ima pomembno funkcijo pri razgradnji lignina. Ko so pripravili mutantski sev bakterij ΔdypB (to pomeni, da imajo delecijo gena DypB), je bila izražena aktivnost razgradnje lignina bistveno manjša. Nadalje so ugotovili, da uporablja encim kot kofaktor dvovalentne manganove ione. Izolirani rekombinantni...

Slo-Tech - Znano in večkrat videno je, da tehnologiji s časom pada cena. To ne velja le za računalniško tehnologijo, ampak recimo tudi za določanje zaporedja DNK (sekvenciranje). Prva zaporedja baznih parov v DNK smo po astronomski ceni lahko iz kratkih fragmentov brali od leta 1977 naprej, v zadnjih desetih letih pa so tehnike sekvenciranja doživele skokovit napredek. Beremo lahko celotne genome, kar smo storili že za kar precej evkariontov, bakterij in arhej. Z vedno širšo dostopnostjo sekvenciranja DNK se razvija nova industrija, osebna genomika, ki obljublja določitev celotnega zaporedja DNK in zdravstvene analize na podlagi dobljenih podatkov. Vse to pa ne bi bilo mogoče brez opazne pocenitve...

Ars Technica - Naš genom je prepleten z nešteto kopijami sorazmerno kratkih genskih zaporedij, ki se imenujejo transpozoni. Gre za dele DNK, ki imajo sposobnost premikanja z enega na drugi konec genoma in so za razliko od insercijskih zaporedij dovolj veliki, da imajo običajno poleg zapisa za transpozazo (encim, ki omogoča premikanje po genomu oziroma transpozicijo) še zapis za nek reporterski gen (na primer kak gen laktoznega operona).

Transpozonov v DNK večine živih bitij mrgoli. V koruzi, kjer jih je Barbara McClintock leta 1948 odkrila in za to leta 1983 prejela Nobelovo nagrado, predstavljajo več kot polovico genoma. Tudi v človeku jih je znaten delež, saj se na primer zgolj zaporedje ALU, ki obsega slabih 300 baznih parov, pojavi tudi do milijonkrat. Čeprav so sila uporabni...

Ars Technica - Čeprav so ljudje neprimerno bolj zapletena bitja od, recimo, glist, nimajo nič več genov, ki kodirajo za proteine. Bakterije jih imajo nekaj tisoč, število pa potem z naraščajočo razvitostjo organizma zraste do okoli 30 tisoč, kjer nespremenjeno vztraja za praktično vsa kompleksnejša živa bitja. To spoznanje je takoj po uspešnem razvozlanju človeškega genoma najprej pomenilo hud udarec za človeški napuh, kasneje pa je prizadetost zamenjalo vpraševanje, zakaj je to tako.

Znanstvenika v članku Nonspecific binding limits the number of proteins in a cell and shapes their interaction networks, ki je objavljen v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences, pojasnjujeta, da se odgovor skriva v preprosti fizični kapaciteti celice....

Nature - Telomeraza je encim, ki na 3'-konce DNK dodaja ponovitve baznih parov TTAGGG. Ti tvorijo tako imenovane telomere, to so nekodirajoči deli DNK na koncu vsakega kromosoma, ki ščitijo verigo DNK pred poškodbami. Hkrati omogočajo, da proces podvajanja ne škoduje celici, saj se zadnjih 100-200 nukleotidov ne more podvojiti, a jih telomeraza pripne na podvojeno DNK naknadno. Krajšanje telomer je ena izmed posledic staranja in telomeraza je kot encim, ki temu procesu nasprotuje, mnogokrat omenjana in temeljito preiskovana kot potencialni eliksir mladosti. Raziskovalci s Harvarda v novi številki revije...

Ars Technica - V reviji Nature je bil ta teden objavljen članek z naslovom The energetics of genome complexity, v katerem avtorja Nick Lane in William Martin ugotavljata, da se je razvoj kompleksnega večceličnega življenja na Zemlji zgodil drugače, kot to učijo ustaljene teorije. Svoje navedbe podpirata z energetsko hipotezo - za razvoj kompleksnega življenja je namreč omejujoči dejavnik energija, ki jo lahko celica pridobi.

Evkariontske celice energijo pridobivajo z zapletenim postopkom v organelih, ki se imenujejo mitohondriji. Tam se elektroni iz NADH in FADH₂ v štirih proteinskih kompleksih prelagajo na terminalni akceptor, ki je molekularni kisik (pri tem se reducira v vodo), ob čemer se protoni črpajo prek membrane. Nastali potencial...

Slo-Tech - Človeška DNK sestoji iz približno treh milijard baznih parov, kar bi v računalniški kodi zasedlo približno 700 MB, upoštevaje, da lahko vsak bazni par predstavimo z dvema bitoma (ker imamo le štiri možnosti: deoksiadenozin, deoksicitidin, deoksigvanozin, timidin). Čeprav je več kot 97 odstotkov DNK neuporabne, v preostanku še vedno najdemo zapisanih okrog 25 tisoč genov. Zdi se kar precej za en CD, kamor bi nas lahko uploadali.

Načeloma velja grob približek, da imajo višje razviti organizmi večji genom (bakterija Escherichia coli ima le štiri milijone baznih parov dolgo DNK), a to ni vedno res. Tako ljudje nimamo največjega genoma, ampak ima mnogo rastlin precej obširnejši dedni material. Znanstveniki Jaume...

Ars Technica - Znanstveniki z več ameriških univerz v članku, ki je objavljen v reviji PNAS, poročajo o odkritju posebnih kanibalskih faktorjev v bakterijah Bacillus subtilis, ki so se izkazali kot potencialni antibiotiki.

Bakterije (in tudi druge nižje oblike življenja) v času hude okoljske stiske (premalo hranil, neugodni fizikalni pogoji, kemični agensi) tvorijo spore, ki so metabolično inertna oblika bakterij. V obliki spor lahko preživijo več tisoč let, nato pa pri segrevanju na subletalno temperaturo ali izboljšanju okoljskih dejavnikov vzklijejo. Bakterije v obliki spor preživijo praktično vse, ker v notranjosti nakopičijo dipikolinsko kislino, kalcijeve ione, proteine SASP ter za skoraj 90...

Slashdot - Ameriški Nacionalni zdravstveni inštitut (NIH), ki v ZDA financira veliko večino raziskav s področja medicine, biomedicine, biokemije, molekularne biologije, biotehnologije in kemije, je včeraj vsem raziskovalcem v ZDA, katerih raziskave financira NIH na svojih kampusih, zapovedal takojšnjo ustavitev vseh eksperimentov s človeškimi zarodnimi celicami. NIH-ova poteza je brez primere v zgodovini in je posledica začasne sodne prepovedi financiranja raziskav človeških zarodnih celic iz zveznega proračuna, ki jo je pretekli teden izrekla sodnica Royce Lamberth na washingtonskem sodišču.

Sodnica je sprejela interpretacijo, da raziskave človeških zarodnih celic vključujejo uničevanje embriov, česar ni dopustno financirati po ameriških zakonih. Spomnimo, da je Obama marca 2009 razveljavil Bushevo odločitev o popolni prepovedi raziskav zarodnih celic z izjemo 20 linij celic, ki že obstojijo. Obama je dovolil uporabo celic iz zarodkov, ki bi bili po umetni oploditvi zavrženi.

Direktor...

TechCrunch - Ena najstarejših kemijskih reakcij, ki jo izkorišča človeštvo, je alkoholno vretje. V uporabi je več tisoč let, čeprav njeno kemijsko ozadje in morfologijo organizmov, ki jih zanjo izkoriščamo, poznamo manj kot sto let. Alkoholno vretje je antična stranpot metabolizma, ki je bila pomembna v prvih milijardah let po nastanku Zemlje, ko je bila atmosfera reducirajoča. Nastanek kisika in razvoj oksidativne atmosfere, za kar so poskrbeli fotosintetski organizmi, sta omogočila razvoj aerobnega metabolizma, a nekaj organizmov je ostalo pri preizkušenem načinu pridobivanja energije. Tak primer so...

Slashdot - Človeški genom oziroma zaporedje baznih parov v vseh 23 parih kromosomov je na grobo poznano od leta 2003, skoraj v celoti (sekvencirali niso zgolj telomer, centromer in nekaj drugih naključno raztresenih mest na kromosomih) pa od leta 2006. Pred razvozlanjem človeškega genoma so bili znanstveniki optimistično prepričani, da bomo s tem znanjem zmogli napovedovati vse dedne bolezni, podvrženost preostalim boleznim (na primer visokemu krvnemu tlaku ali kratkovidnosti) in jih zdraviti.

Realnost nas je razočarala. Genom je pomembno vplival na razumevanje...

Slo-Tech - Raziskovalci s The Craig Venter Instituta v ZDA poročajo o revolucionarnem dosežku, ki ga naši mediji v zadnjih dneh povzemajo kot ustvarjenje sintetične celice ali umetnega življenja. Opredelitev sintetična celica je za nepoučenega bralca zavajajoča, saj ne gre za biologijo psevdoorganskih silicijevih spojin ali celico s celično membrano iz umetnih materialov. Resnica je precej bolj biokemijska in manj spektakularna.

Genski zapis vseh živih bitij je kompaktno zapisan v dolgi molekuli, ki se imenuje deoksiribonukleinska kislina in je navita v kromosome. Molekula je biokopolimer...

Ars Technica - Nič kaj presenetljivo ni dejstvo, da so tipkovnice in miške eni izmed najbolj umazanih predmetov, če z umazanostjo mislimo pestrost in količino bakterij, ki rastejo na njih. Že domače tipkovnice so pravo leglo, medtem ko so javne bolj podobne živalskemu vrtu, o čemer se zlahka prepriča vsak bruc na osnovnem kurzu mikrobiologije (straniščna školjka pa je predsodkom navkljub eno izmed čistejših okolij). Znanstveniki...

Slashdot - Prioni so povzročitelji bolezni, katerih obstoj so prvikrat predpostavili v 60. letih prejšnjega stoletja, izolirali in nedvoumno okarakterizirali pa so jih šele sredi 80. letih. Od bakterij in virusov se razlikujejo v tem, da so po strogi definiciji življenja nežive strukture, saj ne vsebujejo DNK ali RNK in niso nič drugega kot napak zviti proteini. Protein PrP je prisoten v zdravih celicah, kjer je zvit v nativno obliko s 43 odstotki alfa vijačnice in 3 odstotki beta ploskev. Različica PrP^SC istega proteina se razlikuje v zvitju, saj sta njegovi sekundarna in terciarna struktura...

Ars Technica - DNK identifikacija storilcev kaznivih dejanj velja za eno najbolj zanesljivih preiskovalnih metod, a kot kaže temu morda kmalu ne bo več tako. Kot namreč poročajo na Ars Technici, so raziskovalci Dan Frumkin, Adam Wasserstrom, Ariane Davidson in Arnon Grafit pokazali, da je mogoče ponarejati DNK dokaze - in to celo če DNK vzorca žrtvi ponarejanja sploh ne odvzamejo.

Raziskovalci so namreč ugotovili, da je mogoče z relativno standardnimi postopki centrifugiranja iz vzorca krvi ali sline odstraniti DNK pravega storilca. Tak vzorec krvi ali sline nato izgleda kot veljaven biološki vzorec, vendar pa ne vsebuje nobene originalne DNK.

Nato pa so raziskovalci s pomočjo tehnik molekularnega kloniranja uspeli sestaviti umetno DNK s poljubnim genetskim profilom. Tako sestavljeno umetno DNK so nato pomešali z očiščenim biološkim vzorcem in vse skupaj poslali v analizo laboratoriju za forenzične DNK preiskave, ki je kot storilca namišljenega kaznivega dejanja identificiral - žrtev...

Slo-Tech - Eno ključnih vprašanj evolucije je, kako so se lahko najbolj preproste kisline in molekule začele samoreplicirati in zanetiti večni ogenj evolucije, ki od takrat naprej ni uspel ugasniti. Sedaj pa so znanstveniki tudi v svojih laboratorijih uspeli ustvari RNK-encime, ki so se sposobni samoreplicirati.

Danes je pri razvitih organizmih DNK (deoksiribonukleinska kislina) odgovorna za prenos genetskega zapisa, RNK (ribonukleinska kislina) pa je odvisna od DNK, da uspešno izvaja svojo vlogo izgradnje proteinov. Vendar ena od pomembnih teorij o izvoru življenja pravi, da ker lahko RNK deluje tako kot gen in encim, je RNK bila prisotna na svetu pred DNK in je tako služila kot predhodnica molekule življenja.

Vendar pa je proces kopiranja molekule, najbolj osnoven korak za življenje, hkrati tudi izredno kompleksen in vključuje številne proteine in druge celične komponente. Dolga leta so se znanstveniki ubadali z vprašanjem, ali je možno RNK kopirati tudi na kakšen lažji in preprostejši...

Tech Extreme - Raziskovalci na Univerzi v Arizoni odkrivajo načine, kako bi s pomočjo proteinov iz živih celic lahko dobesedno vzgojili tokokroge. Namesto sedaj uporabljanega lepljenja in cinjenja bi vse to delali z dolgimi strunami proteinov, ki se jim reče mikrotubuli. Da, to so tisti mikrotubuli, ki pomagajo pri mejotski delitvi celic, in vlečejo narazen kromosome. Ti proteini so 2-3 krat tanjši od sedajšnjih žičnatih povezav med tranzistorji, kar privede do manjše velikosti in boljše učinkovitosti. Ali jim bo uspelo vzgojiti prvi čip? Klik!