BIOLOGOVÉ!!!!!

Odeslat odpověď


Odpoveď na tuto otázku je nutná pro rozlišení automatizovaných pokusů o registraci.
Smajlíci
:D :) :( :-? 8) :lol: :P :oops: :cry: :roll: :wink: $D $8) $cry$ $P :-)= :eyecrazy: :>:o/ :>;o) O-) :clap: :think: $lol$ $:) $;) $-o :idea: :arrow? :!: :?:
Zobrazit další smajlíky

BBCode je zapnutý
[img] je vypnutý
[flash] je vypnutý
[url] je zapnuté
Smajlíci jsou zapnutí

Přehled tématu
   

Rozšířit náhled Přehled tématu: BIOLOGOVÉ!!!!!

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Fritzs » 5. 8. 2020, 00:26

Faskal píše:
26. 7. 2020, 10:48
Typický mozkový organoid má poloměr pár milimetrů,
Čerstvě narozené paví očko (Poecilia reticulata) má na délku několik milimetrů (tak cca. 2) a má funkční mozek. Samec dorůstá i s ocasem max 3 cm, samice max 5,5 cm. Organoid je vlastně docela velký.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Vallun » 4. 8. 2020, 20:17

Fritzs - tak třeba mikrotrubičky, ale prostě - jak to Faskal popisuje, tak mi přijde že je potřeba replikovat cévní systém mozku...a myslím si, že postupně se bude to řešení cevnímu systému víc a víc podobat...:)

Pro pobývající v Praze a Brně:

česká genetika Tě potřebuje! Pokud jsi osobou přiměřeně zdravou a Tví rodiče se narodili poblíž sebe (ideálně ve stejném kraji), tak zvaž, prosím, zda by nbešlo vpylnit dotazník a nechat si odebrat vzorek krve:)

Více podrobností zde: http://www.acgt.cz/?fbclid=IwAR2zmyPW7j ... v_Gbntjmbg

Já to dneska absolvoval v Motole a zabere to jen malinko času a jde o jendo malé bodnutí:)

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Fritzs » 27. 7. 2020, 13:20

Ve svém vývoji jsou ale limitované tím, že nemají krevní zásobení, takže jsou omezeny velikostí, ve které se zvládnou vyživovat pomocí difúze. Jak tohle obejít, se zatím vymýšlí.
Nijak, kdyby to šlo bez krve tak nemáme krev. Vallune, nanotrubičky, které znám jsou o tak tři řády moc malé.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od OnGe » 27. 7. 2020, 10:53

Au.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Vallun » 26. 7. 2020, 10:54

Ve svém vývoji jsou ale limitované tím, že nemají krevní zásobení, takže jsou omezeny velikostí, ve které se zvládnou vyživovat pomocí difúze. Jak tohle obejít, se zatím vymýšlí.
struktura nanotrubiček?:)

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Faskal » 26. 7. 2020, 10:48

Bezprostředně z toho lék na rakovinu nebude, tohle byl prachsprostý primární výzkum. Nicméně, blokování signalizace interleukinu-1α je velmi slibný terapeutický cíl v řadě nemocí, ve kterých je příliš dlouho nebo silně aktivovaná imunita vnitřními stresory. Takže rakovina, revmatitida, řada neurologických poruch atd. Blokace není moc užitečná při infekcích, pokud škody nepáchá imunita svévolně, jako třeba příklad cytokinové bouře nebo otrava krve (sepse).

Problémy to má dva.
Pokud se blokuje příliš dlouho, také to není dobře, protože stresová signalizace je potřeba, ať už pro opravu tkání nebo třeba pro úspěšný boj imunity s prerakovinnými stádii. Pokud by se dokázala cíleně vypnout externalizace v pokročilých rakovinných buňkách, ztratily by schopnost žebrat o pozornost. Doposud neexistuje technika, jak jednoznačně značit ten externalizovný interleukin-1α, na jaře ale vyšly dvě studie, můj článek 3 a článek nějakých nýmandů, kde jsme vypracovali metodiku mikroskopie, respektive průtokové cytometrie, které mají kontrolu proti falešně pozitivním výsledkům. Ukazuje se, že asi polovina výsledků za posledních třicet let z tohoto pole se musí předělat, protože dává zavádějící výsledky. Zároveň jsem v dizertačce, ale ne ve článku, popsal vliv chelatace (vyvazování) mědi na externalizaci interleukinu-1α v buňkách rakoviny prsu. Chelatace mědi je zdá se úspěšně testovaný přístup k léčbě tohoto typu rakoviny, ale neví se moc dobře, proč funguje, respektive ví se, že měď funguje prozánětlivě. Já jsem na nepublikovaných datech ukázal, že měď blokuje netypický typ externalizace v těchto buňkách, což už naznačily v jiném kontextu jiné studie. Bude potřeba udělat screening rakoviny prsu na interleukin-1α a podívat se, jestli typy, které ho mají zvýšený, opravdu reagují na tento typ léčby. Jestli jo, bylo by to super, protože tím by se vypnula ta typicky prorakovinná větev signalizace, ale do mnohem menší míry ta větev hlídající poškození.

Konvenční metody blokace interleukinu-1α se zaměřují výhradně na signalizaci venku z buňky, ale zcela přehlíží signalizaci uvnitř buňky. Přitom se ví, že nadměrná signalizace uvnitř buňky je opět prorakovinná, dokonce se i ví, jak ji blokovat - pomocí inhibitorů histondeacetyláz (=> histony zůstanou neacetylované, tedy vypnuté a standardně regulované), což je také zavedená třída protirakovinných léčiv. Už existuje jedna studie, která našla interleukin-1α v jádře jako znak těžkého průběhu rakoviny, dá se očekávat, že tento typ léčby na ni bude zabírat, ale ještě to nikdo pro nezájem nezkusil. Naše studie ukazuje asociaci s tím nejpopulárnějším protirakovinným proteinem, p53, což dost možná přivede k této problematice pozornost. Opět bude potřeba proskreenovat různé typy rakoviny na přítomnost jaderného interleukinu-1α, zkusit zablokovat jeho jaderné fungování a podívat se na výsledek.

Že na to nejsou prostředky je pochopitelné. Já sám mám nápadů na tři životy dopředu, ale jenom jednu hlavu a jeden pár rukou. V mé bývalé laboratoři jsme se zaměřovali primárně na hledání léku proti hepatitidě C a nějak jsme se ještě finančně neoklepali z toho, že nějaký výtečník na ni lék našel, takže kompletně vyschl proud peněz. Pokud jde o rakovinu, větší skupina dělala na leukémii, což je trochu jiný model. Můj projekt byl tak trochu relikt minulosti na okraji zájmu laboratoře.

Pokud jde o mozky, žhavá novinka biologie je přesun z tkáňových kultur, což jsou 2D modely buněk, typicky monokultur, na 3D modely tkání, kterým se říká organoidy. Pro mozky byla metoda jejich pěstování vypracována roku 2013 a pár let trvalo, než ji zavedli i v dalších laboratořích. Typický mozkový organoid má poloměr pár milimetrů, vývojově odpovídá prenatálnímu mozku, má založenu většinu tkání, byť v malém a neuspořádaně. Ukázalo se to jako výborný model pro studium raného vývoje mozku. V mé nové laborce na tom plánujeme testovat prorůstání glioblastomu, což je rakovina pomocných buněk mozku, proti které neexistuje žádný efektivní lék mimo nepříliš úspěšné ozařování. Zatím jsme ve fázi pilotních experimentů a charakterizace toho, co máme vlastně pod rukama. Sám se teprve učím metody, které jsou podobné tomu, co znám, ale v klíčových krocích vyžadujících manuální zručnost trochu odlišné, tak se zacvičuju.
Prakticky vzato nám organoidy rozpěstovávají do věku jednoho měsíce v Brně, my jsme je následně schopní kultivovat další dva měsíce, během čehož postupně zrají. Ve svém vývoji jsou ale limitované tím, že nemají krevní zásobení, takže jsou omezeny velikostí, ve které se zvládnou vyživovat pomocí difúze. Jak tohle obejít, se zatím vymýšlí.

Takhle ty mozkové organoidy podle literatury vypadají*:
Obrázek
Měřítko je 0,2 mm.
N-kadherin (zeleně vlevo) ohraničuje dutiny v mozku, SOX2 (červeně) prekurzory neuronů, TUJ (zeleně vpravo) jsou zrané neurony, modře jsou jádra.
Ta hnědá v obrázku D) je pigment v sítnici, tedy zárodek oka.

*https://www.nature.com/articles/nature12517

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Vallun » 26. 7. 2020, 00:36

Díky za zajímavou zprávu, ne že bych tomu pdorobně rozuměl, ale minimálně některé věci mi povědomé jsou (nečetl jsem to, ale přepište to...). Jaká je šance, že by tahle práce mohla pomoci léčbě alespoň nětkerých rakovin?
Jak je možné, že na takový výzkum nejsou k dispozici prostředky?

Co si máme představit pod pojmem umělě pěstovaný mozek?

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Faskal » 25. 7. 2020, 17:23

Před nějakou dobou jsem slíbil, že se pochválím se články, co mi nedávno vyšly. Byly dva, ten první vyšel ve Scientific reports, druhý v Cytokine. Dlouho před tím jsem se spolupodílel ještě na jednom v Plos One. V tuhle chvíli mám svůj dosavadní projekt sepsaný a odevzdaný v podobě dizertační práce a napjatě čekám na posudky a obhajobu. Skoro celou dobu, co jsem do tohoto tématu psal, jsem se věnoval interleukinu-1α.

Interleukin-1α je cytokin, malá molekula fungující jako signál rozpoznávaný povrchovým receptorem, v tomto konkrétním případě signál značící nebezpečí. Původně byl popsán jako signál mezi bílými krvinkami - když jedna ucítila nebezpečí, začala produkovat tento protein, který vybudil ostatní k aktivitě, a tak bílé krvinky začnou likvidovat infekci. Později bylo zjištěno, že ji neprodukují jenom bílé krvinky, ale i další buňky, když jsou vystresované, posílají ji ven, čímž si získávají pozornost imunity, která se aktivuje a přijde problém identifikovat a vyřešit. Eventuálně se přišlo na to, že se jedná o univerzální signál a reagují na něj všechny buňky, a to dle své naturely. Imunitní systém se nabudí k aktivitě, protože hrozí infekce. Buňky kůže a epitelu obecně se aktivují a začnou hledat, co by opravovaly, protože zřejmě došlo k nějakému protržení bariér. Hypothalamus začne zvyšovat tělesnou teplotu. Normální buňka omezí své běžné funkce a snaží se přežít.
Pokud se signalizace přežene intenzitou, hrozí problémy, přehnaná imunitní reakce a tzv. cytokinová bouře, pokud se udržuje příliš dlouho, vyvolává stárnutí a rakovinné bujení. Standardní buňka vyžaduje stále potvrzení od okolí, že může žít, rakovinné buňky toho zneužívají: řeknou si pomocí této molekuly okolním buňkám, ony jí odpoví, ať se drží, že to spolu zvládnou. Tím jednak dodají růstový signál, jednak přivolají imunitu. Pokud imunitu přivolají příliš intenzivně, je rakovina zničena, pokud jenom slabě, imunita se neaktivuje a eventuálně dokonce označí rakovinné buňky za ty, co mají sice problém, ale je potřeba je chránit.

Interleukin-1α má navíc několik zvláštností a já se věnoval spíše těm. Jednak jej buňky produkují a posílají ven z buňky nějak nestandardně, není ale známo přesně jak, jednak jsou schopny jej ukotvit na buněčnou membránu, opět není moc známo jak, a takto ukotvený protein signalizuje úplně stejně jako uvolněný, ale stimuluje pouze a výhradně buňky v přímém fyzickém dotyku. Dále dokáže ne úplně pochopeným způsobem signalizovat problém z jádra bez toho, aby buňku vůbec opustil, a to mechanismem nezávislém na receptoru.

V mém prvním článku, kde jsem druhý autor (2012*), jsme použili jako model kvasnice, do kterých jsme interleukin-1α vnesli. Proč kvasnice? Jednak to bylo v pravěku, kdy se ještě dělaly genetické mutace u lidí dlouho a složitě a u kvasnic snadno, jednak jeden z problémů hypotetické jaderné funkce interleukinu-1α je, že hypoteticky může interleukin-1α přes všechny snahy o potlačení hlavní funkce aktivovat receptor, nebo nějaký jeho doposud nerozpoznaný receptor, který aktivuje stejnou kaskádu. Kvasnice nemají ani interleukin-1α, ani receptor pro něj, ani kaskádu, kterou receptor využívá, ani cíle aktivované signalizací receptoru.
Navázali jsme na starý výzkum naší laboratoře a ještě jedné, co objevila polo-nezávisle (obě studie 2004), že interleukin-1α se váže na histonacetyltransferázové komplexy (HAT). HAT obsahují enzym, který modifikuje histony. Histony jsou pro biologii buněčného jádra klíčové, proto fungují jako špulka, na kterou se DNA namotá; díky nim je možné smotat cca 2 metry DNA do jádra o průměru max desítek mikrometrů. Namotání funguje na principu přitažlivosti mezi náboji, DNA je záporně nabitá a histony kladně. Acetylace histonů nicméně jejich náboj neutralizuje, čímž přestanou být kladné a DNA se odmotá. Protože namotaná DNA je obtížně dostupná pro enzymy, které ji čtou, lokální rozmotání je první krok při čtení genu buňkou.

Tím, že jsme měli kvasnicové kmeny, které měly označené jednotlivé komponenty HAT pomocí peptidové značky, mohli jsme je identifikovat pomocí tzv. koimunoprecipitace. Vnesli jsme do kvasnic interleukin-1α, pomocí protilátky rozpoznávající interleukin-1α, která byla navázaná na gelové kuličky, jsme byli schopni izolovat interleukin-1α a všechno, co se na něj váže, a mezi tím vším jsme hledali vnesený peptid. Našli jsme dva HAT jménem SAGA a ADA, které sdílí katalytický modul (obrázek dole) a eventuálně na kmenech, které mají rozbité různé moduly SAGA a ADA komplexu, ukázali, že interleukin-1α se váže opravdu na katalytický modul. Ukázal jsem tam, že vnesení interleukinu-1α do buněk dokáže modulovat schopnost kvasinek růst v podmínkách, které reguluje právě SAGA komplex, takže jsem pravděpodobně jako první ukázal, jakým mechanistickým způsobem může tento protein v jádře fungovat. Je to dělané na kvasnicích, ale lidi mají SAGA komplex taky, byť si této souvislosti v literatuře ještě nikdo nevšiml, asi si to review budu muset napsat sám 8)

Obrázek
Obrázek z prvního článku: Koimunoprecipitace mezi interleukinem-1α a kvasinkovými histonacetyltransferázami. Do kvasinkových buněk obsahujících proteiny SAGA a ADA komplexu nesoucími značku (TAP) jsme vnesli interleukin-1α, a to buď jako celý (pre) nebo jenom část, která je zodpovědná za klasickou signalizační, ale ne za jadernou funkci (mat), případě vnesli jenom vehikul (ctr). Šipky ukazují pozici hledaného proteinu ve vstupním materiálu (input) a po provedení imunoprecipitace přes interleukin-1α (IP). Výsledek ukazuje úspěšnou koimunoprecipitaci mezi prekurzorem interleukinu-1α a komponenty kvasinkového SAGA a ADA komplexu, ale ne s částí interleukinu-1α zodpovědnou za kanonickou funkci, ani s kontrolou.

Ve článku 2 (2020**) jsme se přesunuli do lidského modelu a hledali jsme propojení mezi interleukinem-1α a p53. Protein p53 je poměrně známá molekula sloužící jako "strážce genomu". Pokud buňky narazí na nějaký vnitřní problém, ať už je to rozbitá nějaká mašinérie v buňce, nerovnováha látek nebo poškození DNA, dojde k aktivaci proteinu p53. Aktivovaný p53 nejdříve zastaví dělení buňky a dá jí nějaký čas problém opravit, a pokud se jí to nepodaří, donutí ji spáchat sebevraždu. Tento protein je tedy tzv. nádorový supresor, jeho přítomnost zabraňuje růstu rakoviny. Protein p53 je jeden z prominentních nádorových supresorů a je rozbitý zhruba v polovině všech případů rakoviny.
Pomocí baterie biochemických metod, mimo jiné koimunoprecipitace popsané nahoře, jsme nalezli vazbu mezi interleukinem-1α a p53, ke které dochází v případě poškození DNA. Už jsme nezjistili, jaký má tato interakce funkční význam, protože na to nebyl ani čas, ani zdroje. Mezi signalizací nebezpečí zvenku a signalizací vnitřního nebezpečí je ale dobře známý antagonismus, v dizertační práci jsem fabuloval, že podle nepřímých indicií interleukin-1α dost možná brání aktivovanému p53 vykonávat svou funkci, což by mohlo přispívat dobře známé prorakovinné funkci interleukinu-1α.

Článek 2 byl dost očistec, začalo se na něm pracovat kolem roku 2005 a vylámali si něm zuby dva studenti přede mnou, já jsem zjistil, že skoro všechna předchozí práce je špatně, a to, co původně dělal malý tým, jsem dělal znovu sám. Do toho publikační činnost mé bývalé laboratoře není příliš zářná a od napsání rukopisu trvá i léta, než se vypracuje do publikovatelné podoby. Když jsem napsal první draft článku 2, poslal jsem ho školiteli, ať mi k tomu dá nějaké komentáře a dal si maraton Zaklínače. Vyhrál jsem jedničku, dvojku, a když jsem byl v polovině trojky, tak mi školitel řekl, že to ještě nečetl, ale že to mám přepsat a znovu mu to poslat. Tak jsem to přepsal, poslal školiteli a druhý den začal hledat stáž, abych se nějak zabavil. Za půl roku jsem odjel na rok do Norska a když jsem se vrátil, dostal jsem první zpětnou vazbu ke článku 2. Tak jsem to přes léto a začátkem podzimu přepsal a poslal, v zimě předělal podle připomínek oponentů a na jaře vydal.

Obrázek
Obrázek ze druhého článku: Distribuce interleukinu-1α (zeleně) a p53 (červeně) v buňkách osteosarkomu (U2OS), melanomu (A375) a rakoviny děložního čípku (HeLa). Oba proteiny se vyskytují v jádře (modře) a v cytoplazmě buněk, v různých buňkách v různém poměru. Protein p53 je také v mitochondriích, u U2OS jsou zřetelně rozlišitelné jako trubice v cytoplazmě. Po opůsobení buněk etoposidem, což je chemoterapeutikum využívané k léčbě řady rakovin, které vyvolává poškození DNA, dochází k přiblížení interleukinu-1α a p53 v rámci jádra, což je tady vidět jako zežlucení signálu (zelená+červená), což je nejlépe viditelné na buňkách A375, kde jsme koneckonců našli biochemickými metodami nejsnáze detekovanou interakci mezi těmito proteiny.

Práce na třetím článku (2020***) začala tak, že jsem našel při práci jistou anomálii, interleukin-1α se vyskytoval v útvarech připomínajícím cytoskelet pod buněčnou membránou. Z literatury jsem věděl, že export interleukinu-1α vyžaduje cytoskelet a jeden profesor se nechal slyšet, že si myslí, že také přítomnost proteinu jménem anexin A2. I když souvislost interleukinu-1α a anexinem nikdo dříve experimentálně nezkoumal, prohledal jsem publikované snímky distribuce anexinu A2 a zjistil jsem, že v Norsku na něm dělají a pozorují něco podobného. Tak jsem se zeptal naší fakultní koordinátorky, jestli je možné v Norsku zajistit Erasmus Traineeship, což je Erasmus pro pracovníky. Dal jsem jí kontakt na pracoviště, že mi zjistí, jestli to půjde. Další den mi psala norská školitelka, že si nevzpomíná, že by někomu něco slíbila, že teď měla moc práce, tak na to asi zapomněla, a ať teda přijedu. Tak jsem jí napsal, představil se a popsal, co že vlastně chci. Pak jsem dohrál maraton zaklínače, sbalil se a vypadl. Původně to mělo být na 4 měsíce, nakonec jsem to protáhl na deset, protože to bylo super a Raven byla tolerantní, a rozhodl jsem se projekt dokončit. V Norsku jsem vypracoval experimenty, v létě a zimě jsem pracoval na článku 2, na podzim začal sepisovat třetí článek, na jaře udělal předělávky podle připomínek oponentů a začátkem léta vydal. A v mezičase napsal dizertačku.

Problém s exportem interleukinu-1α je dvojí - jednak se neví, jak se dostává přes membránu, jednak se neví, jak se na ni váže. Anexin A2 slouží k opravě poškozené membrány a je možné, že zalepuje díry po neklasickém přenosu proteinů a/nebo slouží jako nosič pro neklasicky exportované proteiny membránou. Anexin A2 se váže na protein jménem S100A10 u kterého se ví, že slouží jako pomocník pro přenos membránou; interleukin-1α jako nosič využívá příbuzný S100A13. V práci jsem ukázal asociaci S100A10 a interleukinu-1α, což naznačuje, že existuje doposud nepopsané propojení těchto exportních kaskád.

V práci jsem se zaměřil na oxidativní stres. Klidové buňky mají interleukin-1α a anexin A2 volně v cytoplazmě, v odpovědi na oxidativní stres ale oba proteiny přesouvají do vzájemné blízkosti, a to na cytoplazmatické membráně. Nedokázal jsem potvrdit, jestli se váží přímo, ale ukázal jsem, že jejich vzdálenost je pod 30 nm, takže asi v jednom komplexu budou. Nejvíc práce jsem ukázal na buňkách rakoviny prsu, kde jsem zkoumal externalizaci těchto proteinů, a jako doplněk jsem některé pokusy zopakoval na osteosarkomu. Ten hezky ukazuje, jak si rakovina posílá výběžky naplněné interleukinovým signálem a žebrá si od okolí o pozornost.

Obrázek
Obrázek ze článku 3: Přítomnost interleukinu-1α a anexinu A2 na periferii buněk osteosarkomu U2OS. A) V buňkách jsem označil interleukin-1α (zeleně) a Anexin A2 (červeně); buňky byly vystaveny oxidativnímu stresu. I bez stimulů jsou vidět "mikrotrubky" vysílané rakovinnými buňkami do značné vzdálenosti, které se kotví na okolní buňku. Ukotvené místo je pozitivní na signál jak interleukinu-1α, tak anexinu A2. V podmínkách oxidativního stresu se ukotvené místo nabohatí o oba signály, ale samotná mikrotrubka se rozpadne a bude se muset vymyslet, jakým způsobem je uchovat. B) Tady jsem vnesl interleukin-1α ve fúzi se svítícím proteinem EGFP; takhle geneticky modifikované buňky se chovají stejně jako ty přirozené, což po mě chtěli ukázat oponenti jako kontrolu. C) samotné EGFP na oxidativní stres nereaguje, D) Myší interleukin-1α se v lidských buňkách chová trošku odlišně, nemutovaný interleukin-1α (WT) je zalezený v jádře, ale vylézá při oxidativním stresu, mutace, která má výhradní jadernou lokalizaci (K82Q) z jádra za žádných okolností nevylézá a mutace, co leze do jádra pouze pasivně (K82R) jde ochotněji do membrány.

Nu, celý projekt je sepsaný do podoby dizertační práce, v září ji budu obhajovat, teď napjatě čekám na oponentské posudky. Už jsem nicméně začal na novém projektu, který na tenhle velmi volně navazuje, zkoumám stárnutí buněk v uměle pěstovaných mozcích. Eventuálně poreferuju, ale zatím dělám průzkum bojem, první vážně myšlené pokusy budu vyhodnocovat další týden.

* https://journals.plos.org/plosone/artic ... ne.0041801
**https://www.nature.com/articles/s41598-020-63779-x
*** https://www.sciencedirect.com/science/a ... via%3Dihub

tl; dr
Dokončil jsem dlouholetý projekt zkoumající biologické funkce stresového signálu jménem interleukin-1α.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Faskal » 25. 7. 2020, 09:49

Já jsem našel na stránkách ministerstva životního prostředí (nebylo to zemědělství, sorry), tohle:

Plodina Modifikace Plocha v r. 2019 Plocha s obsevem Plocha bez obsevu
Slivoň klon C5 (VÚRV, v.v.i., Praha-Ruzyně) odolnost k šarce 1450 m2 640 m2
Ječmen jarní(Úsovsko a.s., farma Mohelnice) ječmen jarní produkující peptid LL37 1600 m2 200 m2celkem 3050 m2 840 m2

Takže 0,3 ha+ochranná pásma.

U té legislativy je to hraní se slovy, či úhel pohledu.
Je výsledek cílené mutageneze pomocí CRISPR/Cas ve svém principu nerozpoznatelný od mutací třeba rentgenem? Je nerozpoznatelný.
Může CRIPR/Cas zanést do genomu neplánované změny? Může. Náhodná mutageneze rentgenem vyvolává výhradně neplánované změny genomu a legislativa s tím problém nemá.
Nese polovina bakterií v lidském těle přirozeně CRISPR/Cas systém? Nese.

Proč by tedy měly být regulovány výsledné produkty jinak?
No, CRISPR/Cas je možné použít nejen pro nekontroverzní genovou editaci vypnutím genu, ale dokáže po triviální úpravě do genomu vkládat něco navíc. Tohle musí být regulováno jako GMO.

Máme tady hold metodu, která v jednom typu použití negeneruje GMO, v druhém typu použití generuje GMO. Legislativa v EU se na oba typy použití dívá jako na GMO.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Vallun » 24. 7. 2020, 23:07

Faskal - díky za zajímavý pohled.
U se eventuálně rozhodla nepěstovat GMO pro komerční účely, byť jej stále do jisté míry pěstuje, a to i venku, mimo laboratoře (článek je pár let starý, rychlý pohled na ministerstvo zemědělství neukazuje žádné výrazné změny během posledních dvou let). Zároveň členské státy EU GMO produkty dováží.
EU ano, v ČR by to nemělo tak být (...), od roku 2017 vykazujeme 0 hektarů GMO...
A teď ta otázka - tyto typy mutací jsou od sebe neodlišitelné. Měly by být na legislativní úrovni regulovány odlišně? Řekl bych, že ne. GMO vytvořená pomocí CRISPR/Cas by neměly v principu být považovány za GMO. Nebo ano, ale pak by za GMO měly být považovány i odrůdy vytvořené klasickým šlechtitelstvím.
Tomuhle úplně nerozumím, jaks to myslel?
Respektive, modré a zelené podle mne k sobě nepasuje a u zeleného bych ještě rád věděl proč (tuším, ale...)

Co jsem slyšel od kolegyň, tak aktuálně se používá hlavně klasické křížení na základě doporučení počítačových simulací (tak to chápu já, proces je samozřejmě mnohem složitější...)

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Faskal » 24. 7. 2020, 22:44

Lorwyn píše:
24. 7. 2020, 12:08
Vallun píše:
23. 7. 2020, 22:39
Navíc GMO jako takové je už tak trochu překonané, jsou "nové" šlechtitelské techniky (přesněji nové nástroje pro efektivnější provádění kalsických šlechtitelských postupů), vůči nimž není až taková nenávist mezi lidmi...a považují se obecně za méně rizikové. Jako ano, tohle je cesta, kterou taky potřebujeme, ale v rámci zcela jiných programů...
Pokud vím tak tohle není pravda. Rozhodně ne od doby, co je možné používat GMO metodu crispr/cas9. Jde o extrémně zacílenou úpravu, která sebou netáhne kopy bordelu jako "enhanced šlechtění".

Pokud má Faskal čas, moc bych ocenila nějaké povídání.
Vallun píše:
24. 7. 2020, 17:10
Lowryn - a jakou odpověď chceš slyšet? My jsme oficiálně od roku 2017 GMO free země, takže tyhle pokusy nesmí opustit laboratoř...to platí i pro crispy GMO. a EU celkově, by'ť ne zcela jendotně a ochotně od jakýchkoliv GMO metod ustupuje...

Genetické modifikace mají díky CRISPR/Cas zlatý věk, navzdory tomu, že to s nimi tak před deseti vypadalo docela bledě. Nalezení praktické použitelnosti metody CRISPR/Cas9 někdy kolem roku 2012 dramaticky rozšířilo naše možnosti. O historii, technikáliích a limitacích metody blíže třeba někdy jindy, ve zkratce ale umí najít konkrétní místo v genomu. V jednoduché variantě takové místo znefunkční, v nádstavbě jej následně opraví a zavede do něj úpravu, kterou pro něj připravíte.

Evropa GMO plodiny dost ignoruje a Angličané se nám kvůli tomu diví*. Celá problematika je ale relevantní i pro nás, protože GMO produkty můžeme dovážet, takže zatímco jinde rozjíždí technologie, nám tady ujíždí vlak.

"The average biotech crop adoption rate in the top five biotech crop‐growing countries also increased in 2017 to reach close to saturation, with the USA at 94.5% (average for soybeans, maize, and canola adoption), Brazil (94%), Argentina (~100%), Canada (95%), and India (93%). The total number of countries consuming biotech crops reached 67 including 43 countries that do not cultivate GM crops themselves (17 + 26 EU countries). This means that in some countries, farmers are not permitted to cultivate these crops, but the same crops can be imported for food and feed markets!"

Of the 28 [EU member states], only 11 [EU member states] currently permit GM field trials, and only six MS conducted open‐field testing in 2017: Belgium, the Czech Republic, Romania, Spain, Sweden, and the United Kingdom.

Many countries (e.g., Argentina, Brazil, Canada, Chile, Israel, the USA, and Japan) have already concluded that genome editing, in cases where new genetic sequences have not been directly inserted, that is, when the changes have been created by indels resulting from NHEJ repair or deletion of existing genetic sequence, should be no more regulated than a product of mutagenesis

the final ruling from the ECJ (Court of Justice of the European Union, press release No.111/18) stated that “Organisms obtained by mutagenesis are GMOs and are, in principle, subject to the obligations laid down by the GMO Directive.” Only mutagenesis techniques conventionally used and with a long history of safe use (chemical and radiation mutation breeding) were exempt from these obligations. So, while new techniques of mutagenesis (such as genome engineering) can result in identical products, albeit obtained with more certainty and precision, these new technologies in the ECJ ruling were not considered to be exempt.

V přehledovém článku se, abych to shrnul, řeší vývoj legislativy. EU se eventuálně rozhodla nepěstovat GMO pro komerční účely, byť jej stále do jisté míry pěstuje, a to i venku, mimo laboratoře (článek je pár let starý, rychlý pohled na ministerstvo zemědělství neukazuje žádné výrazné změny během posledních dvou let). Zároveň členské státy EU GMO produkty dováží.

Jak se nahoře psalo, na pomezí vědy a politiky je u GMO jeden velký problém s definicí a upřímně si sám nejsem úplně jistý, na kterou stranu se postavit. Problém je následující:
V genomu vznikají přirozeným způsobem mutace. Jedním z typů mutací je rozlomení DNA, ke kterému dochází například po vystavení rentgenovému záření. Pokud dojde k rozlomení, buňka často není schopná chybu opravit přesně, tento typ chyby je ale natolik závažný (laskavý čtenář může rozmyslet proč), že se musí opravit za každou cenu. Dochází k tzv. nehomolognímu propojení konců, kdy se kus DNA usekne, kus náhodně doplní, a oba zlomené konce se spojí za cenu toho, že v dané oblasti dojde k mutaci, klidně i relativně zásadní. Zavedená, klasická a nijak zásadně nekontrolovaná metoda spočívající v rentgenování zrn je schopna takovou změnu zavést, práce šlechtitele je zrna prohrabat a žádanou mutaci najít.

CRISPR/Cas funguje tím způsobem, že se enzymu dodá kus RNA. Enzym následně skenuje hostitelskou DNA, a pokud najde oblast, ve které vnesená RNA odpovídá hostitelské DNA, tam enzym rozlomí DNA. Následně se pokračuje stejný způsobem jako v případě ozáření rentgenem, nebo v případě přirozených zlomů, které čas od času vznikají. Hlavní rozdíl zde je, že zatímco v náhodné mutagenezi se nasekají mraky chyb a pak se hledá nějaká žádoucí, v cílené mutagenezi se vybere místo, kde vzniknout chyba, a tam se udělá.

A teď ta otázka - tyto typy mutací jsou od sebe neodlišitelné. Měly by být na legislativní úrovni regulovány odlišně? Řekl bych, že ne. GMO vytvořená pomocí CRISPR/Cas by neměly v principu být považovány za GMO. Nebo ano, ale pak by za GMO měly být považovány i odrůdy vytvořené klasickým šlechtitelstvím.

Situaci trochu komplikuje druhý proces, který může probíhat. Nehomologní propojení konců je znouzecnost. Buňka se nejdříve snaží o homologní rekombinaci, a až pokud se nepodaří ta, pokusí se to nějak zalátat. Při homologní rekombinaci se najde úsek DNA, který je na svých okrajích shodný s tím, co se má opravit, prostřední část poškozeného vlákna se vyhodí a vytvoří podle správné kopie. Problém je, že homologní rekombinace u složitějších organismů funguje efektivně pouze během buněčného dělení, kdy jsou jednotlivé chromatidy (páry zdvojeného chromozomu) fyzicky položené poblíž sebe. Mutace pomocí CRISPR/Cas to nicméně dokáže obejít, pokud zároveň dodáte v nadbytku DNA, podle které buňka tu chybu opravit dokáže. Takto upravená buňka je bez kontroverze GMO.

No, a pak je ještě jedna vrstva. Jakkoli je možno CRISPR/Cas s RNA sloužící k zacílení vnést do buňky přímo nebo v obou případech v podobě RNA, v praxi se vkládá v podobě plazmidové DNA, která jako mezikrok zajistí jak produkci enzymu, tak vodící RNA. V současné době se úspěšně pracuje na vylepšení systému, ale stále je tady riziko, že CRISPR/Cas občas štípne, kde nemá a buňka si vypomůže plazmidovou DNA k zalátání díry. Tento problém je možný eliminovat jednak tím, že se po provedení mutace přečte sakumprásk celý genom změněného organismu, ale to je přeci jenom ještě pořád příliš drahé na rutinní používání, nebo se nevnáší DNA, ale RNA, což je složitější, dražší a ještě ne tak vychozené, ale v principu funguje.

Každopádně, v USA (a nějakou dobu i u nás), bylo CRISPR/Cas považován legislativou za ne-GMO (dle logiky, co jsem popsal výše), ale ukázalo se, že takto vygenerované houby v sobě mají náhodně inkorporovanou plazmidovou DNA. Byl kolem toho v branži docela poprask.

Tak, druhé review o metodách**.

Moderní metody cílené manipulace se liší od "tradičních" GMO v tom, že v případě GMO je cílový gen vkládán do genomu, ale necíleně, takže není možné vybrat kam bude vnesen. V takovém případě jednak hrozí, že vnášený gen něco rozbije, jednak, že bude vnesen na místo, kde se jej buňka eventuálně zbaví. Modernější CRISPR/Cas dokáže buď cíleně něco rozbít, nebo v alternativním režimu na cílené místo něco vnést, takže tento problém odpadá.

Tak se dívám, že se dramaticky vyvíjí vylepšení metody CRISPR/Cas, co jsem moc nesledoval.

Vidím ve článku skoro třicet nových "GMO" vytvořených tímto způsobem, v drtivé většině případů tou metodou nehomologního opravování, tedy ztráty cílového místa. Jedná se ale zatím o proof-of-concept, žádná zatím není komerčně používaná. Hold to chvíli trvá a metoda je relativně nová.

Ani jeden ze článků se moc nevěnuje tomu, že klasickému šlechtitelství přibyly metody genetické, které umožňují velmi efektivně sledovat průběh šlechtění. Zatímco mutageneze CRISPR/Cas zavede změnu přímo tam, kam je potřeba, klasické metody nasekají chyby napříč genomem. Následně je potřeba křížit, křížit a křížit, aby se daná změna dostala do žádaného kontextu. Tady je problém - při křížení se genomy pomíchají a najednou je polovina úplně špatně. Následně se potomek zkříží s rodičem, čímž je čtvrtina všeho špatně. Takhle se následně vyřeďují nežádoucí části genomu, k čemuž pomáhá sledovat genetické znaky (protože nevíte přesně, co se změnilo, bůh ví, co to bylo), díky kterým je postup výrazně rychlejší, levnější a celkově menší pruda. Metody typu CRISPR/Cas jsou tedy v principu bezpečnější, protože víte přesně, co se stalo. Při klasickém šlechtění se dějí podivné alchymie.

* https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31423300/ -- review legislativy k 2018.
** https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30065734/

tl;dr
Cílené metody, jako je CRISPR/Cas, jsou ve své podstatě ekvivalentní klasické mutagenezi, ale přesně zacílené a ve výsledku bezpečnější. Některé variace na použití mají jisté mouchy a ty komplet ne-GMO jsou zatím náročné na použití, takže je asi nutné to považovat za GMO. Přitom klasické metody šlechtění jsou v genomu schopny napáchat mnohem větší paseku, než zacílené vytvoření GMO - CRISPR/Cas není dokonalý a občas dělá stejné chyby, jako zavedené systémy. Podle některých názorů je nefér brát dvojí metr na stejný problém.
Jedná se o fascinující metodu s optimistickým výhledem, ale stále potřebuje vyladit.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Faskal » 7. 7. 2020, 21:02

Heslo udělat můžete... až něco zajímavého objevím 8)

Hlenky jsou jeden z mnoha pokusů přírody vytvořit mnohobuněčný organismus, nebo kraba, chcete-li.
Některé bakterie, co to taky zkouší, jsou evolučně starší, tohle ale je jeden z prapůvodních pokusů nás, eukaryot. Ještě starší pravděpodobně budou některé sesterské skupiny hlenek (jako je Dictyostelia, co patří do širší skupiny hlenek, ale je ještě podobnější klasickým amébám), ale o nich se moc neví, protože jsou mikroskopické a moc pozornosti zatím nedostaly. Přitom je to fascinující skupina blízko báze naší evoluční větve.

Klasický mnohobuněčný organismus (TM) se skládá ze specializovaných buněk, přičemž z pohledu mnohobuněčnosti je hlavní specializace na buňky, co zajistí rozmnožení mnohobuněčného organismu a na buňky, co to těm předchozím umožní. Klasické mnohobuněčné organismy mají redukční krok, ve kterém vytvoří jedinou buňku nesoucí polovinu informace, která se zázrakem přírody spojí s podobnou buňkou od druhého pohlaví, čímž vytvoří jednu buňku, ze které se obnoví celý mnohobuněčný organismus.
Tento proces je klíčový, protože umožňuje měnit genetickou informaci mezi jedinci. U lidí je možné jednoduchou kombinatorikou poskládat 2^23 kombinací v pohlavní buňce z už existující variability, a vybraná varianta ještě získá několik desítek zcela nových variací přeskládáním bloků původního materiálu. To je ohromná variabilita.

Celý proces je ale hodně složitý a je možné jej do jisté míry aproximovat, a to tak, že se nespoléhá redukci přes jedinou buňku. Jsou dva přístupy, které se o mnohobuněčnost snaží, byť je v nomenklatuře bordel, typicky se nazývají syncytium a coenocyt.

Syncium vzniká tak, že sfúzují buňky tím, že se jim rozpadne buněčná stěna mezi nimi. Příkladem jsou naše svalové buňky.
Coenocyt vzniká tak, že si jedna buňka replikuje jádro, ale už se neobtěžuje se mezi nimi udělat přepážky.

Plazmodium hlenek je (asi?) schopné vzniknout čistě jako coenocyt, kde se dvě buňky s poloviční informací spojí do jedné s plnou dávkou genetické informace a tato úplná buňka založí plazmodium. V typickém lese se ale příbuzná plazmódia dokáží spojovat a rozpojovat, tak to škatulkování je dost divné.
V podobě plazmodia jsou hlenky překvapivě chytré, známé jsou studie, kde se umístilo plazmodium do bludiště, na jehož východy se umístila potrava, takové plazmodium dokázalo velmi efektivně najít nejefektivnější cestu bludištěm.

Zralé plazmodium vytvoří plodnice, ve kterých dojde k redukčnímu dělení a vzniknou opět stádia s poloviční genetickou informací.

Marky, platí svým způsobem všechny tři.

Jsou jednobuněčné a jsou schopny vytvořit mnohojaderný organismus. Technicky to není mnohobuněčný, protože je to vlastně jedna buňka, ale s nezávislými jádry.
Jedinci nejsou úplně identičtí, přinejmenším ne v pozdní životní fázi plazmodia, kdy někteří slouží k rozmnožení, někteří vytváří stonky, aby se spory dostaly nad substrát a podobně. Když přestanou panovat podmínky, ve kterých se plazmodium vyplatí, vyhlásí se signál "spas se kdo můžeš" a jedinci se pokusí vytvořit spóry, ty tvořící stonky se ale nerozmnoží. Já bych tady jakousi eusocialitu i viděl.
"Primitivnější" hlenky nefúzují, ale jak píšeš, chovají se v souladu, klasické hlenky fúzují/množí se bez osamostatnění jader a jednotlivá jádra se chovají ve shodě. Je kolem toho složitá signalizace (a umí to třeba i bakterie, jak mě před lety dusili na zkoušce), ale vyplatí se jim to, dle wiki dokáží přesouvat materiál nejefektivněji z mikroorganismů, skrz bludiště dokáží vést vlny, co se pohybují rychlostí milimetr za vteřinu a posílají tak zdroje zbytku plazmodia.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od OnGe » 7. 7. 2020, 10:00

Což mi připomíná, že bychom měli z Faskala udělat heslo na wikipedii :think:

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od MarkyParky » 7. 7. 2020, 09:57

Fritzs: Wikipedie neumí vysvětlovat tak hezky jako Faskal.

Re: BIOLOGOVÉ!!!!!

od Fritzs » 7. 7. 2020, 09:49

MarkyParky: Od čeho máš wikipedii? https://en.wikipedia.org/wiki/Plasmodium_(life_cycle) Ne, není to ausociální, je to jedna buňka s více jádry. Mít více jader je normální pro mnoho typů buněk, například buňky svalové.

Nahoru