• Tuesday July 16,2019

Nobelova nagrada za mrežu sjena

Anonim

Jutros je objavljeno da su dva američka znanstvenika osvojila Nobelovu nagradu u fiziologiji i / ili medicini, zbog otkrića skrivene mreže gena 1998. godine. Moglo bi se činiti čudnim da bi mreža gena mogla dugo biti neotkrivena. Ali stanica je jako tajanstveno mjesto. U pedesetim godinama prošlog stoljeća znanstvenici su osnovali osnovni model rada gena. Gen je napravljen od DNK, stanica čini jednolančanu kopiju gena u molekuli nazvanoj RNA, a zatim koristi RNA kao predložak za izgradnju proteina. Ova tzv. Središnja dogma pokazala se ispravnom za mnoge tisuće gena, ali ne i sve od njih. U mnogim slučajevima, RNA gena nije samo glasnik. Postira na druge RNA molekule ili proteine ​​i izvodi neke važne kemije vlastite.

Različite molekule RNA obavljaju različite kemije. Znanstvenici su daleko od shvaćanja svega što rade, ali sada vrlo dobro razumiju nekoliko vrsta. Ovogodišnji Nobelov nagrađeni Craig C. Mellu, istraživaču Medicinskog instituta Howard Hughes na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Massachusetts i Andrew Z. Fire na Medicinskom fakultetu Sveučilišta Stanford - prepoznaje jedan dio mreže RNA, nazvanog RNA smetnje. Klasa malih RNA molekula može se zgrabiti na obične RNA molekule i uništiti ih.

To se može činiti štetnim za molekulu, ali je zapravo bitno za pravilno funkcioniranje stanice. Stanica treba zadržati svoje proteine ​​u ravnoteži, a ta se ravnoteža mijenja s promjenjivim uvjetima. Koristeći RNA smetnje, stanica može brzo smanjiti ili povećati količinu specifičnog proteina na odgovarajuću razinu.

Kao i sva velika otkrića, otkriće Mello i Firea o smetnji RNA poslalo je druge znanstvenike u sve neočekivane smjernice istraživanja. Neki su pretvorili RNA smetnje u moćno sredstvo za ispitivanje funkcije gena. Inženjeriraju RNA za ušutkavanje kako bi ugasili određeni gen. Zatim promatraju što se događa s životinjom ili stanicom kada više ne može napraviti protein gena. Interferencija RNA može također postati novi put za lijekove, dopuštajući liječnicima ciljanje uznemirujućih gena.

Znanstvenici se također pitaju o povijesti RNA smetnji. Mello i Fire prvo su to otkrili u crvima, ali to ne znači da je to prepirka onih određenih životinja. Zapravo, smetnje RNK su raširene kod životinja, kao i kod biljaka, gljiva i mnogih drugih skupina vrsta. Nakon što su uspoređivali gene interferencija RNA, znanstvenici su zaključili da su ti geni drevni, ali još uvijek razvijajući sustav za borbu protiv parazita.

U nekim slučajevima, ti paraziti su virusi invazije. Neki virusi (kao što je duhanski mozaik virus prikazani ovdje) nose gene koji su napravljeni od RNA umjesto DNA. Njihovi se domaćini mogu obraniti od viralnih gena s RNA smetnjama, uhvativši dolaznu virusnu RNA i razdvojivši ih. I mi i mnoge druge vrste nose puno virusa poput DNK u vlastitim genomima. Ti mobilni elementi, kako ih se ponekad zovu, čine RNA kopije sebe koje se zatim pretvaraju natrag u DNK i umetnute u druga mjesta u našem genomu. Gotovo polovica naše DNK se sastoji od ovih mobilnih elemenata. Da bi se usporilo širenje ovih genomskih parazita, mnoge vrste koriste RNA smetnje kako bi uništile njihove RNA kopije.

Sve dobro i dobro - osim što se i paraziti razvijaju. Stanica može koristiti samo RNA smetnje da bi se branila od virusa ako može prepoznati gene virusa. Ako virus mutira tako da njegova RNA postane teško prepoznavati (ali i dalje izvodi originalnu funkciju), izbjeći će obranu stanica. Virus također može blokirati RNA smetnje. Oni proizvode molekule koje ometaju enzime koji pomažu pripremiti silencirajuću RNA koja će napasti viruse.

Domaćini koji mogu nadvladati te brojne strategije, favoriziraju se prirodnim odabirom. I tako se virus i domaćin zarobljeni u utrci suevolucionarne naoružanja. U ožujku su znanstvenici sa Sveučilišta u Edinburghu procijenili brzinu evolucije uspoređujući gene koji su uključeni u RNA povezanost s različitim vrstama Drosophila voćnih mušica. Otkrili su da su nove varijante tih gena nastale u različitim vrstama - čak iu populacijama iste vrste. Ove varijante otkrivaju da se RNA smetnje genima brzo razvijaju u voćnim mušicama. Zapravo, oni su među najbržim genima koji se razvijaju u genomu voćne muhe.

Voćni mušica i ljudi koriste mnoge slične gene za prikupljanje smetnji za RNA molekule. Tako i biljke i kvasac. Znanstvenici mogu pratiti podrijetlo nekih od tih gena zajedničkom pretku svih živih eukariota - jedne od tri glavne grane stabla života. Taj jednostanični preci možda su živjeli prije par milijardi godina. Imao je jednostavni obrambeni sustav koji se temelji na RNK, koji je kasnije postao razrađeniji u različitim linijama. Geni ne samo da mijenjaju ciljeve već i povećavaju svoje ciljeve, jer su slučajne mutacije stvorile dodatne kopije RNA interferencijskih gena. Usput, RNA smetnje također su preuzele nove funkcije - ne samo borbu protiv virusa, već čvrsto nadzirući vlastite funkcije stanica.

Bakterije su također žrtve virusa, i čini se da koriste vlastiti RNA-interferencijski sustav kako bi se borili protiv njih. No, ovaj sustav ne čini se da dijeli zajedničko podrijetlo s onim što mi i ostali eukarioti upotrebljavamo. Umjesto toga, razvili su vlastiti skup gena. To je slučaj konvergentne evolucije - šišmiša i krila ptica RNA svijeta. RNA smetnje mogu biti osobito važne prije četiri milijarde godina, u najranijim fazama života na Zemlji. Mnogi znanstvenici tvrde da DNK još nije postojao. Samo život temeljen na RNA pokriva planet, i to kao samoodrživi organizmi i njihove RNA viruse. Bez ikakvog razrađenog imunološkog sustava koji se sastoji od specijaliziranih stanica, RNA domaćini bi očito imali koristi od RNA smetnji. A virusi su možda razvili neke izvanredne protuobavezno djelovanje - možda i prve kopije DNK.

(Vidi također Pure Pedantry i ostali znanstveni postovi za ostale članove objavljuje ovu obavijest.)


Zanimljivi Članci

Sleeper virusi objašnjavaju zašto se HIV razvija među ljudima sporije nego unutar njih

Sleeper virusi objašnjavaju zašto se HIV razvija među ljudima sporije nego unutar njih

HIV - virus iza AIDS-a - najraznolikiji je od svih virusa. Jednom kada zarazi nekoga novom, ona se mutne tako brzo da u samo nekoliko mjeseci može stvoriti milijune genetski različitih vrsta. Ovaj evolucijski napad nadilazi imunološki sustav domaćina i stvara velike probleme za bilo kojeg znanstvenika koji pokušava stvoriti lijek ili cjepivo. Raz

Što je izbrisalo američki Zapad?  Istraživanje troąkoga istrebljenja

Što je izbrisalo američki Zapad? Istraživanje troąkoga istrebljenja

Na prašnjavom tlu je uletjelo olupina močvarne šume koja je iznenada potamnjela i umrla prije 215 milijuna godina. Paul Olsen pokreće pokvarene hrpice bijelog, crvenog i crnog kvarca. "Vidiš kako izgleda ropey?" Pita on. Podigne komad. "Izgleda da je netko uzeo male komadiće užeta, odrezao ih i spustio ih."

Može li se mozak zadržati u Jar?

Može li se mozak zadržati u Jar?

Čovjek s dva mozga, Steve Martin, 1983, Warner Bros / Everett zbirka P: Nije neuobičajeno vidjeti "mozak u staklenku" u televizijskim emisijama ili filmovima, ali je li moguće da mozak tako živim sa modernom tehnologijom? - Vesta Moore, Lincoln, NE O: Moguće je zadržati izolirani mozak živ, ali samo kratko. I iz

Svemirska obala Floride nalazi se u križićima uragana Mateja

Svemirska obala Floride nalazi se u križićima uragana Mateja

Jutros, kad su se ažuriranja uragana Mateja pojavila na mojim lokalnim vijestima, imao sam vrlo sebičan mentalitet. Uragana koja se približava zanimljiva je s vremenskog gledišta, ali nisam bio previše zabrinut. Mentalno sam provjeravao moj popis obitelji i prijatelja; nitko od njih nije izravno naštetan. I ta

Meowvolutionary Psychology

Meowvolutionary Psychology

Znaš li to stvar što mačke rade kad se utrljaju na noge? Jesu li oni evoluirali da to učine? Najudaljeniji odgovor je vjerojatno "tko se brine, to je slatko", ali medvjed sa mnom; bliži pregled ovog divnog ponašanja baca svjetlo na neka ozbiljna pitanja. Na jednoj razini, očito nisu. Mačke

NCBI ROFL: Veliki penisi i evolucijska teorija vaginalnog orgazma.

NCBI ROFL: Veliki penisi i evolucijska teorija vaginalnog orgazma.

Žene koje žele duže penise imaju veću vjerojatnost da imaju vaginalni orgazam (ali ne orgazama klitorisa): implikacije za evolucijsku teoriju vaginalnog orgazma. "Uvod. Istraživanja pokazuju da (i) ženske orgazme tijekom penile-vaginalnog odnosa (PVI) utječu na karakteristike muškog partnera povezane s fitnesom, (ii) veličina penisa je važna za mnoge žene, i (iii) preferira se dulji penis povezana s većom konzistentnošću vaginalne orgazme (potaknuta PVI-om bez istodobnog klitoralnog masturbacije). Ciljevi. Tes