Rafała wypiski z prasy

A w tym tygodniu przeczytacie o społecznych plemnikach; jak zabić nadmiar czasu, gdy mieszka się w Tokio i lubi grzyby; a na koniec o tym, że wirusy mogą rozprzestrzeniać się znacznie szybciej, niż do tej pory podejrzewano.

1. Grupa badaczy z Harvardu zbadała zachowanie plemników u dwóch gatunków myszy pod kątem zachowań społecznych. Plemniki, technicznie rzecz ujmując, to komórki odarte z niemal wszystkiego poza materiałem genetycznym, który muszą dostarczyć do komórki jajowej oraz mitochondriów, które są komórkowymi źródłami energii. Oznacza to, że większość z olbrzymiego i skomplikowanego mechanizmy komunikacji wewnątrzkomórkowej, który w dużej mierze decyduje o zachowaniu komórek, praktycznie nie występuje w plemnikach – bo albo nie ma organelli, które mogłyby się komunikować, albo też związków, które mogłby przekazywać te sygnały. Mimo tych braków plemniki wykazują zaskakująco wyrafinowane zachowania społeczne, które prawdopodobnie rozwinęły się jako wynik presji środowiskowej – żadne inne komórki w naszych organizmach nie są uwikłane we współzawodnictwo do tego stopnia, co plemniki. U gatunków monogamicznych jest to w dodatku zazwyczaj współzawodnictwo między komórkami wyprodukowanymi w tym samym organizmie! Okazuje się jednak – jak wykazała grupa amerykańska na przykładzie dwóch gatunków myszy (jednego monogamicznego, a drugiego wykazującego zaawansowany promiskuityzm) – że jeśli plemniki samca A muszą konkurować z plemnikami samca B, wówczas włącza im się jakiś dodatkowy pstryczek i zaczynają współpracować ze swoimi genetycznymi pobratymcami, łącząc się ze sobą za pomocą haczyków znajdujących się na główce plemnika. Taki sznur plemników może poruszać się o połowę szybciej niż pojedyncza komórka. To, co jest prawdziwie zaskakujące jednak, to to, jak bardzo selektywne są plemniki: łączą się bowiem tylko z komórkami pochodzącymi od tego samego ojca, nawet jeśli inne plemniki w otoczeniu zostały wyprodukowane przez jego rodzeństwo (czyli genetycznie są bardzo, bardzo podobne).

„Competition drives cooperation among closely related sperm of deer mice”, Heidi S. Fisher  &  Hopi E. Hoekstra, Nature (adv. publ.online); DOI: 10.1038/nature08736 (20 Jan 2010)

2. Grzyby albo i nie grzyby, a w każdym razie śluzowce. Naukowcy w Japonii wyhodowali na mapie Tokio kolonię śluzowca Physarum polycephalum. Rośnie on tworząc swoistą sieć. Celem badania było modelowanie, jak stworzyć wydajną, a jednocześnie tanią sieć komunikacji. Problemowi nie podołały modele matematyczne, badacze postanowili więc sprawdzić, jak z analogicznym problemem radzi sobie przyroda. Na mapę Tokio i okolic nanieśli pożywienie śluzowca tak, aby rozkład jedzenia odpowiadał rozmieszczeniu miast wokół Tokio. Następnie umieścili pierwotny organizm w centrum Tokio i obserwowali, jak rośnie w poszukiwaniu jedzenia, optymalizując połączenia między poszczególnymi punktami. Otrzymana sieć w wielu miejscach pokrywa się dość dokładnie z siecią komunikacyjna wokół stolicy Japonii. Oznacza to zapewne, że komunikacja japońska jest już teraz dość wydajna, jednak zastosowanie takiego rozwiązania może być wskazówką dla architektów i urbanistów w innych krajach, jak projektować efektywne połączenia komunikacyjne tanim kosztem…

„Rules for Biologically Inspired Adaptive Network Design”, Atsushi Tero, Seiji Takagi, Tetsu Saigusa, Kentaro Ito, Dan P. Bebber, Mark D. Fricker, Kenji Yumiki, Ryo Kobayashi, Toshiyuki Nakagaki, Science 327(5964): 439-42; DOI: 10.1126/science.1177894 (22 Jan 2010)

3. Dogmat jest taki: wirusy nie potrafią się same rozmnażać. W związku z powyższym, jeśli chcą się rozprzestrzeniać, muszą znależć organizm/komórkę, która będzie służyła za gospodarza. Wdzierają się do takiej komórki, po czym zmieniają sposób, w jaki regulowany jest metabolizm komórki tak, aby ta zaczęła produkować białka wirusa, replikować jego materiał genetyczny, i jednym słowem aby robiła za niewolnika. Cały ten proceder wymaga jednak czasu. W najnowszym Science badacze z Imperial College w Londynie publikują jednak wyniki swoich obserwacji szczególnego pokswirusa, który najwyraźniej wykorzystuje inną, znacznie szybszą strategię. Oczywiście czasu samej replikacji nie da się aż tak dramatycznie ograniczyć, jednak wirus może zoptymalizować sposób zarażania nowych komórek. I jest to właśnie, co ten wirus robi – jeśli atakowana przez niego komórka jest już zarażona, to na powierzchni jej błony komórkowej wbudowywane są nowe białka będące sygnałem dla kolejnych egzemplarzy wirusa. Jeśli wirus rozpozna takie białko, to omija tę komórkę i szuka następnej, tak długo aż znajdzie komórkę niezarażoną. Badacze obserwowali to zjawiską za pomocą mikroskopii fluorescencyjnej, a zachowanie wirusa opisali na tej podstawie, jako odbijanie od powierzchni komórek… Możecie sobie to obejrzeć tutaj, na video udostępnionym przez College (pierwszy, czarno-biały filmik). Na koniec dodam, że badacze podejrzewają, że nie jest to jedyny wirus zachowujący się w ten sposób – znane są inne wirusy, które rozprzestrzeniają się szybciej niż powinny (zakładając klasyczną strategię), jak na przykład nieprzyjemny wirus opryszczki.

„Repulsion of Superinfecting Virions: A Mechanism for Rapid Virus Spread”, Virginie Doceul, Michael Hollinshead, Lonneke van der Linden, and Geoffrey L. Smith, Science (adv. publ. online); DOI: 10.1126/science.1183173 (21 Jan 2010)

Add to FacebookAdd to DiggAdd to Del.icio.usAdd to StumbleuponAdd to RedditAdd to BlinklistAdd to TwitterAdd to TechnoratiAdd to FurlAdd to Newsvine

Advertisements

3 Comments

  1. Ad. 1. Ciekawa sprawa! Ostatnio też czytałem o plemnikach ludzkich, a konkretnie o ich badaniach – trochę w związku z moją aktualną pracą…

    Ad. 2. Myślę, że naukowcy z Japonii przetarli w tym momencie szlak dla wielu nowych projektów badawczych chociaż z drugiej strony, we wcześniejszych czasach to właśnie ‚natura’ podpowiadała pewne rozwiązania…

    Ad. 3. To jest jakby nie było dość duża zmiana w podstawach wiedzy o wirusach.

    Lubię

  2. A propos drugiej pracy – tej o śluzowcu – od siebie dodam jeszcze, że jest to dość przewrotne podejście. Obecnie wszystkie dziedziny biologiczne zajmujące się sieciami – czy to biologia systemowa, czy interaktomika, czy coś jeszcze innego w ten deseń – działają tak: biorą problem biologiczny, po czym modelują go matematycznie. Tutaj jest na odwrót (prawie), co się raczej rzadko spotyka, żeby prawdziwe systemy technologiczne modelować biologicznymi (poza A.I. może, ale to inna historia).

    Lubię

Skomentuj

Wprowadź swoje dane lub kliknij jedną z tych ikon, aby się zalogować:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s