Slo-Tech - Raziskovalci s Harvarda pod vodstvom profesorja genetike Davida Sinclairja so v gensko spremenjenih miših uspeli obrniti proces staranja, s čimer dokazujejo predpostavke, da staranje bistveno povzročajo epigenetske spremembe in izguba informacij, ne pa mutacije in druge nepopravljive poškodbe celic. S ponovnim aktiviranjem določenih genov jim je uspelo v ostarelih slepih miših povrniti vid, obnoviti možgane ter pomladiti mišice in ledvica. To dokazuje, da je staranje obrnljiv proces, trdi Sinclair. O dosežku poročajo v reviji Cell.

Genski zapis celic Sinclair primerja s strojno opremo, na katero je naložena programska oprema. Strojna oprema je tako gensko zaporedje, ki ga v ljudeh predstavlja približno tri milijarde baznih parov (A, C, G, T), ki kodirajo 20.000-25.000 genov. V vsaki somatski celici je celoten zapis DNK, čeprav so celice različne in v specializiranih tkivih opravljajo druge funkcije. Epigenom so vse modifikacije genoma, ki v celici omogočajo, da aktivira ustrezne...

Slo-Tech - Enojajčni dvojčki so redek pojav, ki ga povzroči razdelitev oplojenega jajčeca. Trenutno ni znana nobena vzročno-posledična zveza, ki bi pojasnjevala ta dogodek. Ker tudi dedovanje ne igra vloge, je za zdaj sprejeto dejstvo, da gre za naključni pojav. Vsakih 1000 rojstev se v povprečju štirikrat zgodi, da se rodita enakojajčna dvojčka, ki imata enak genski zapis in sta si zato često podobna kot jajce jajcu. Razen pasavcev ostali sesalci načrtno ne spočnejo enojajčnih dvojčkov.

Enojajčni dvojčki so za znanost posebej zanimivi, ker nudijo unikaten vpogled v razliko, ki jo na osebkih z enakim dednim materialom povzroči okolje. Po nekaterih podatkih se kar 12 odstotkov nosečnosti pri ljudeh začne z dvojčki, a na koncu le v dveh odstotkih ženske donosijo oba. Često eden izmed zarodkov odmre, še preden ga sploh kdorkoli opazi. Ti izginuli dvojčki (vanishing twins) so ena večjih skrivnosti.

Na tem mestu prispemo do genskega zapisa, ki je v človeških celicah v obliki DNK in je v vseh...

Nature - Živa bitja na Zemlji za svoj genski zapis uporabljajo štiri organske baze: adenin (A), timin (T), citozin (C) in gvanin (G), ki se paroma povezujejo v istem zaporedju A-T, G-C. S temi štiri črkami abecede je možno zapisati vso raznolikost živega sveta. Genske besede se imenujejo kodoni in so dolge natanko tri črke, vsaka pa zapisuje eno izmed 20 proteinogenih aminokislin. Špekulacije o dodatnih črkah genske abecede so priljubljena tema znanstvenofantastične literature, a tudi v naravi obstajajo virusi, ki uporabljajo peto črko: Z.

Predzadnja številka revije Science je bila v večji meri posvečena prav tej anomaliji. Odkritje samega obstoja pete črke ni novo, saj so že v 70. letih sovjetski raziskovalci odkrili bakteriofag S-2L, ki je imel v DNK organsko bazo Z. Bakteriofagi so virusi, ki so specializirani za okužbo bakterij, kar je eden izmed pomembnih mehanizmov vzdrževanja ravnovesja v živem svetu. Baza Z ni skrajna eksotika, saj gre za 2-aminoadenin, torej ima adenin dodano...

Slo-Tech - Čeprav je smrtnost novega koronavirusa (2019-nCoV) še vedno nizka, je spremljanje širjenja tega virusa ključnega pomena. Za ta namen pa potrebujemo dobro diagnostiko, ki je mogoča zaradi silovitega napredka biokemije v zadnjih dveh desetletjih. Razvoj metode za zanesljivo diagnostiko še pred dvema mesecema neznanega virusa je velik uspeh, ki sloni na delu predhodnikov. Virusa namreč ne moremo preprosto nagojiti v petrijevkah.

Novi virus sodi v družino koronavirusov, ki jih k sreči že dobro poznamo. Štirje povzročajo navadni prehlad in so z nami že od pamtiveka, SARS in MERS pa sta novejša in tudi nevarnejša. Tudi zaradi njiju so že leta 2005 razvozlali genom koronavirusov. Tako poznamo, kateri dela genoma hitro mutirajo, in kateri so stabilni. Za potrditev virusa je namreč treba loviti ravno prav spremenljive dele njegovega dednega materiala. Ti se ne smejo spreminjati, ko virus mutira, hkrati pa ne smejo biti tako splošni, da bi pozitivni rezultat dajali tudi ostali koronavirusi.
...

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...

Technology Review - Floridski preiskovalec je s sodnim nalogom pridobil poln dostop do baze DNK podatkov GEDmatch, čeprav naj bi njen pravilnik omogočal uporabnikom, da svojih naloženih genetskih informacij ne dajo na razpolago organom pregona.

Komercialno brskanje po dednih informacijah je v tem desetletju doživelo eksploziven razcvet. Podjetja, kot sta 23andMe in Ancestry.com, so prodrla z rodoslovnimi storitvami, ki iz našega zaporedja DNK (bolj ali manj uspešno) sklepajo o našem izvoru in na tej osnovi denimo iščejo izgubljene sorodnike. Posebno razvpita so postala po tem, ko so začeli njihove podatke uporabljati policijski in zasebni preiskovalci ter na ta način polovili že kar nekaj hujših zločincev - enostavno tako, da so z ostanki dednine na prizoriščih zločinov našli njihove sorodnike, ki so svoje genetske podatke odložili v katero od omenjenih bank. Ljudi, ki so v iskanju izvora, sorodnikov ali česa drugega uporabili takšne servise, ni malo: do sredine letošnjega leta jih je bilo že preko...

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...

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 - Letošnjo Nobelovo nagrado za kemijo bodo na decembrski slovesnosti prejeli francoski kemik Jean-Pierre Sauvage, britanski kemik James Fraser Stoddart in nizozemski kemik Ben Feringa za načrtovanje in sintezo molekularnih strojev. Najmanjši mogoči motorji so posebej oblikovane molekule, ki ob dovajanju energije opravljajo želeno funkcijo. Če lahko bički poganjajo bakterijo, zakaj neki ne bi mogel človek izdelati umetnih molekularnih strojev, se je daljnega leta 1984 na slovitem predavanju (splača se ga pogledati) vprašal Richard Feynman. Letošnji Nobelovi nagrajenci so to vizijo začeli udejanjati že pred Feynmanovim predavanjem na način, ki si ga dotlej ni nihče zamišljal.

Prve korake k razvoju molekulskih motorjev je...

Nobelove nagrade - Začel se je Nobelov teden, ko bodo na Švedskem vsak dan razglasili, kdo prejme posamezno Nobelovo nagrado. Danes so s Karolinska Instituteta v Stockholmu sporočili, da Nobelovo nagrado za medicino 2016 prejme japonski zdravnik Yoshinori Ohsumi za odkritja mehanizma avtofagije. Na ta način celice reciklirajo svoje sestavne dele.

Znanstveniki so že v 50. letih minulega stoletja opazili, da so v celicah posebni organeli, v...

Slo-Tech - Dočakali smo še en zelo pomemben preboj v razvoju biotehnologije, saj se je rodil prvi otrok, ki ima tri biološke starše. Sedaj že petmesečen fantek (rojen 6. aprila 2016) se je rodil materi iz Jordanije, ki ima gen za Leighov sindrom. To je redka dedna bolezen, ki je posledica mutacij v mitohondrijski DNK ali jedrni DNK, odvisno od tipa bolezni. Da fantek ne bi podedoval genov za omenjeno bolezen, so uporabili jajčece darovalke.

Čeprav se naslov bere zlovešče, otrok v resnici ne bo nič kaj drugačen od po naravni poti spočetih. Ljudje dedne informacije nosimo v DNK, katere več kot 99 odstotkov ždi v celičnem jedru. V vseh celicah (razen spolnih) je enaka, in sicer je razdeljena v 23 parov kromosomov. Potomci dobijo po en...

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...

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,...

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...

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...

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...