Erindi: Nóbelsverðlaun, erfðabreytt hveiti og opinn aðgangur

Nokkur forvitnileg erindi eru í boði í vikunni. Fyrst ber að nefna erindi Guðbjargar Aradóttur líffræðings um erfðatækni (Erfðabreytt hveiti og samfélagsumræðan)

Mánudaginn 22. október kl. 15 mun Guðbjörg Inga Aradóttir (Gia Aradóttir) líffræðingur halda fyrirlestur í húsi Landbúnaðarháskóla Íslands á Keldnaholti um rannsóknir á erfðabreyttu hveiti við Rothamsted rannsóknarstofnunina í Bretlandi. Gia var nokkuð í fréttum síðast liðið sumar vegna þátttöku sinnar í þessari rannsókn sem komst í fjölmiðla þegar hópur sem kallaði sig ‚Take the flour back‘ hótaði að skemma tilraunareiti með hveitinu. Rannsóknahópurinn brást við þessu með nýstárlegum hætti þegar hann sendi frá sér myndband á YouTube til þess að skýra sína hlið málsins og óskaði jafnframt eftir samræðum við hópinn sem hótað hafði skemmdarverkum.

Á fimmtudaginn mun Guðrún Valdimarsdóttir lektor, lífefna-og sameindalíffræðistofu, Lífvísindasetri læknadeildar fjalla um Nóbelsverðlaunin í lífeðlis og læknisfræði 2012. (25. október 2012 - 12:20 til 13:00 á Keldum)

Nóbelsverðlaunin í lífeðlis- og læknisfræði árið 2012 skiptast á milli tveggja vísindamanna, Dr. John B. Gurdon, University of Cambridge, og Dr. Shinya Yamanaka, Kyoto University. Verðlaunin eru veitt fyrir þá uppgötvun að þroskaðar, sérhæfðar frumur er hægt að endurforrita í fjölhæfar stofnfrumur. Uppgötvun þeirra breytti þeirri almennu skoðun að starfsemi og eiginleikar líkamsfruma (somatic cells) væru óafturkræf. Dr. Gurdon klónaði fyrstur manna  frosk þar sem hann flutti kjarna úr sérhæfðri líkamsfrumu úr froski í kjarnalaust egg  og sýndi  fram á að erfðaupplýsingarnar úr líkamsfrumunni nægðu til að mynda halakörtu  (1962). Dr. Yamanaka varð fyrstur til að umbreyta sérhæfðri líkamsfrumu beint í fjölhæfa stofnfrumu (2006).  Í erindinu verða rannsóknir þeirra raktar og fjallað um notagildi þeirra í læknisfræðilegum tilgangi.

Á föstudaginn verður haldið upp á viku opins aðgangs með örmálþingi í Öskju 

Í tilefni af alþjóðlegu Open Access vikunni (http://www.openaccessweek.org) verður haldið örmálþing um opið aðgengi (OA) að birtu fræðiefni, með þáttöku LUVS, Heilbrigðisvísindabókasafns LSH og Rannís. Kl. 12:30 - 13:30 í stofu 130.

Er barnablóð vörn gegn öldrun?

Hvað veldur öldrun? Getum við hægt á öldrun með einhverjum ráðum? Er ódauðleiki innan seilingar?  Hví er meðalaldur ólíkra tegunda svo mismunandi? Mannkynið hefur spurt sig (og hundana sína) þessara spurninga í gegnum aldirnar. Vísindin hafa gefið okkur nokkur svör. Upplýsingin og iðnbyltingin hefur líka haft gríðarlega jákvæð áhrif á lífslíkur og meðalaldur manna.

En er hægt að lengja líf manna með einföldu inngripi?

Nýlegar rannsóknir sýna a.m.k. að draga úr vissum einkennum öldrunar í músa, með því að gefa þeim blóð úr yngri músum. S. Villeda* gerði nokkrar tilraunir með mýs. Í fyrsta lagi settu þeir upp hringrás blóðs, á milli ungrar (3-4 mánaða) og gamallar músar (18-20 mánaða), sem blandar blóði beggja og það flæðir um líkama þeirra. Til viðmiðunar voru einnig settar upp hringrásir milli tveggja ungra og tveggja eldri músa. Svona tilraunir eru kallarð parabiosis, og eru algengar í rannsóknum m.a. á ónæmiskerfinu. Önnur tilraun var sú að dæla blóði ungrar músar í eldri og öfugt, gömlu blóði í unga mús. 

Næsta skref var að skilgreina hvaða þætti ætti að mæla? Villeda og félagar eru taugalíffræðingar og þeir skoðuðu stofnfrumur í heila og boðefni og prótín í blóði.

Ungt blóð hefur jákvæð áhrif á heilann

Niðurstöður rannsóknanna sýna að unga blóðið eykur fjölda stofnfruma í heilum eldri músa. Og að sama skapi veldur eldra blóð því að stofnfrumum fækkar í heila ungra músa. Þeir könnuðu styrk 68 boðsameinda og boðprótína ónæmiskerfis og fundu 6 sameindir sem tengdust yngingaráhrifunum.

Á nýlegum fundi Amerísku taugalíffræðisamtakana kynnti Villeda síðan nýjar niðurstöður (reyndar óbirtar!), sem sýna að ungt blóð eykur fjölda tenginga í heilanum. Auki hefur meðferðin jákvæð áhrif á minnið.

Frá ævintýrum til meðferðar?

En hugmyndin um að blóð ungviðis sé æskubrunnurinn er alls ekki ný. Hún finnst í fornum þjóðsögum og ævintýrum, og samkvæmt orðrómi átti Kim Jong-il fyrrum einræðisherrann í Norður Kóreu að hafa sprautað sig með blóði jómfrúa (ungra líklega). Hugmyndin um að vísindin geti fært okkur nær heilbrigðri öldrun er ekki ný, sbr. rannsóknir Lindu Partridge sem visiteraði Ísland fyrir nokkrum árum.

Er hægt að nýta blóð sem yngingarlyf, eða e.t.v. til að sporna við einkennum andlegrar öldrunar? 

Rannsóknir Villeda gefa tilefni til bjartsýni, að það sé e.t.v. hægt að greina þá þætti í blóðinu sem hafa þessi jákvæðu áhrif á taugakerfið. Það er mun raunhæfara að einangra virka þætti úr blóði, og gefa þá með sprautu eða úða, heldur en að dæla blóði í stórum stíl úr ungviði inn í sjúklinga og aldraða. Það eru efri mörk á því hversu mikið blóð einstaklingar geta gefið, en ég er ekki nægilega vel að mér í þeim fræðum til að ræða það frekar.

Eins og alltaf er samt langur vegur frá uppgötvun til meðferðar. Áhersla Villeda og félaga er á taugakerfið en þeir kynnt niðurstöður um aðra vefi. Rannsóknir annars hóps sýndu svipuð áhrif ungs blóðs á endurmyndun eða viðgerð í vöðvum. En í mínum huga er lykilspurningin sú hvort að þetta geti ýtt undir krabbamein. Meðferðir sem auka líkurnar á frumuskiptingum, sérstaklega í stofnfrumum, geta haft þær súru aukaverkanir að hvata myndun krabbameina.

Þannig að þótt niðurstöður Villeda og félaga gefi sannarlega góð fyrirheit, segir reynslan okkur að skála ekki alveg strax.

Að auki.

Varðandi titilinn, þá fyrirgefst okkur vonandi galgopahátturinn. Gárungarnir hafa nú þegar hlaupið kínamúrinn með þessa niðurstöður, sbr. Jezebel,  “Turns Out, Baby Blood Might Be the Actual Fountain of Youth”

Viðbót: Guðni Elísson sendi upplýsingar um forvitnilega frú (Elizabeth Báthory) " baðaði sig í blóði ungra kvenna til að halda í æskuljómann".

Ítarefni. 

Alok Jha Young blood can reverse some effects of ageing, study finds. The Guardian, 17. október 2012.

 

Saul Villeda starfaði við Stanford University með  Tony Wyss-Coray en er nú við Californíuháskóla í San Fransisco (UCSF).

Villeda SA, et al The ageing systemic milieu negatively regulates neurogenesis and cognitive function. Nature. 2011 Aug 31;477(7362):90-4. doi: 10.1038/nature10357.

Conboy, I. M. et al. Rejuvenation of aged progenitor cells by exposure to a young systemic environment. Nature 433, 760–764 (2005) 

Andvísindastefna til hægri og vinstri

Mikael Allan Mikaelsson sálfræðingur og bloggari á Eyjunni ritaði langan og ítarlegan pistil um sögu andvísindalegrar afstöðu Republikanaflokksins. Pistillinn heitir Krossferð repúblika gegn vísindum og er bæði vandaður og fróðlegur (þó sannarlega hefði mátt prófarkalesa hann betur). Þar segir Mikael meðal annars:

Í dag hafa framsæknir og hófsamir repúblikar fundið sjálfa sig á hliðarlínunni á meðan hægrisinnuð öfgahyggja Teboðshreyfingarinnar stýrir stefnu flokksins. Þessi hættulega þróunn hefur umturnað allri heilbrigðri stjórnmálaumræðu og skapað óvissu um það sem ætti teljast til grundvallar þekkingu.

Sverrir Jakobsson hefur einnig fjallað um hverfuleika Upplýsingarinnar.

Efling menntunar á 20. öld er kannski mesta afrekið, en það væri ofmælt að líta svo á að arftakar upplýsingarmanna hafi unnið fullnaðarsigur á andvísindalegri hugsun. Og á Vesturlöndum er vísindaleg hugsun í kreppu. Barátta sköpunarsinna gegn kenningum Darwins hefur áorkað því að náttúrufræðikennsla í Bandaríkjunum er að hverfa 300 ár aftur í tímann.

Ég fjallaði um þetta í pistli fyrir nokkrum árum (Að tigna forheimskuna).

Þetta er alls ekki sér íslenskt fyrirbæri, og hefur oft skotið upp kollinum í mannskynsögunni (t.d. barðist Kaþólska kirkjan gegn vísindum á fyrri öldum, eins og Stalínistarnir í Sovétríkjunum og George W. Bush á sínu kjörtímabili). Susan Jacoby hefur ritað bók um þessi efni, i lauslegri þýðingu, öld Amerísku rökleysunnar (“The Age of American Unreason”).

Eins og rakið er í nýlegri grein í New York Times, þá er andvitsmunaleg viðhorf mjög algeng í vestrænum samfélögum (það er reyndar huggun harmi gegn að þessi grein var mest lesna greinin eina nýliðna helgi, en ekki einhver "frétt" um Porche sem vafðist um tré). Það sem Jacoby bendir á í bók sinni er önnur, ef ekki hættulegri skoðun sé í uppsveiflu. Þetta er rökleysuhyggja (mín þýðing á orðinu "anti-rationalism"), sem staðhæfir að það sé ekki til neinn sannleikur eða staðreyndir, bara skoðanir (á ensku “the idea that there is no such things as evidence or fact, just opinion”).

Þessi andvísindastefna, er ekki bundin við repúblikanaflokkinn, því vinstri menn sýna sömu einkenni í öðrum málaflokkum. Hægri menn gagnrýna þróunarkenninguna, loftslagsvísindi og félagsvísindi. Vinstri menn gagnrýna læknisfræði, hefðbundin landbúnað og efnatækni.

Michael Specter ritar um þetta í Denialism, þar sem hann tekur dæmi um sókn hægri og vinstri afla gegn vísindum og þekkingu. Michael kafar reyndar ekki djúpt í orsakir fyrir þessari auknu andúð á vísindum, en við víkjum að því síðar í almennilegri bókarýni.

Mig grunar að ástæðað sé að heimurinn er orðinn mjög flókinn. Við skiljum ekki hvernig margar tækniframfarir (læknismeðferðir, fæðuframleiðsla, raftæki) eða stjórnkerfi heimsins (stjórnsýsla ríkis, EB, SÞ, eða stórfyrirtækja) virka. Um leið og óvissan tekur völdin, þá læðist óttinn inn og hann framkallar ýkt viðbrögð.

Hérlendis fylgja hægri og vinstri menn í fótspor erlendra starfsbræðra sinna. Beinharðir vinstrimenn gagnrýna erfðabreyttar lífverur af nánast trúarlegri sannfæringu, og sumir bólusetningu sem allra meina rót*. Sanntrúaðir kapítalistar gagnrýna loftslagsvísindin og virðast sumir hverjir tilbúnir að gagnrýna þróunarkenninguna (Guðfinna Bjarnadóttir t.d.) eða vistfræði sem stöðvar virkjanir. Mér fannst frábært að Þorgerður Katrín fyrrverandi menntamálaráðherra skyldi vara hægri menn við því að brugga sama seyði og teboðshreyfingin Bandaríska. Mér fannst hins vegar sorglegt að hún skyldi hætta í pólitík. Sjálfur á ég bágt með að trúa samsæriskenningum, ég vona að henni hafi ekki verið bolað út fyrir ummælin.

Ef þið hafið ekki lesið þennan pistil, og farið strax að lesa pistil Mikaels (Krossferð repúblika gegn vísindum), þá er ég mjög sáttur. Ef þið hafið lesið pistilinn til enda, þá ætla ég að biðja ykkur um að fylgja öðrum klikkandi lesendum. Þeir sem bara klikka og lesa ekki, standið upp - hreyfingaleysi er banvænt.

*Þetta er dálítið skemmtilegur orðaleikur. Ég fann tvö dæmi um þessa orðnotkun, í Þjóðviljanum frá 1937 "Nei, það á að banna lt slíkt, eins og Hitl,er hefir gert. Almúginn hefir ekkert vit á. stjórnmálum, og það er allra meina rót, ef honum. er leyft að afa nokkra hönd í bagga með slíkui." og í  Lesbók morgunblaðsins frá 1947.

Hið viðkvæma lífríki Mývatns

Landsvirkjun hefur hafði undirbúningsframkvæmdir fyrir virkjun í Bjarnarflagi. Landvernd og aðrir aðillar fara fram á að aðgerðum sé hætt, á meðan umræða um Rammaáætlun fer fram.

Lífríki Mývatns byggist á innstreymi af kísilríku heitu vatni. Lífríkið er einnig viðkvæmt, sem birtist í sveiflum í mývargi, og þar með anda og fiskistofnum. Einnig bárust fréttir um að kúluskíturinn, hin sérkennilega boltalaga vatnaplanta sem finnst í vatninu sé á hröðu undanhaldi. (Kúluskíturinn er að hverfa Spegillinn 28. júní 2012).

Japanski plöntulífeðlisfræðingurinn Isamu Wakana er hér á landi í sjötta sinn til þess að rannsaka kúluskítinn í Mývatni en þessi sérstaka vatnaplanta finnst einungis þar og í Akanvatni í Japan. Í dag var hann að við köfun í vatninu að viðstöddu starfsfólki Náttúrurannsóknarstöðvarinnar við Mývatn og kom það ekki til af góðu. 

„Við fengum grunsemdir fyrir tveimur árum síðan að kúluskítnum  hefði fækkað svo mikið núna að það væri nánast ekkert eftir af honum," segir Árni Einarsson forstöðumaður Náttúrurannsóknarstöðvarinnar við Mývatn. „Þegar við fundum hann hér fyrst 1978 þá var mjög mikið af honum, þá voru tugir milljóna af kúluskít í Mývatni, núna eru þetta nokkur hundruð sem virðast vera eftir."

Ljóst er að lífríkið er mjög viðkvæmt, og því spurning hvort ekki þurfi nýtt umhverfismat fyrir Bjarnarflagsvirkjun. Árni Einarsson forstöðumaður Náttúrurannsóknastöðvarinnar við Mývatn mælti með því í viðtali við  Spegilinn (15. október 2012). Sjá einnig umfjöllun á vef stöðvarinnar.

Barnalegir vísindamenn...vísindaleg börn

Nýlegar rannsóknir sýna að smábörn eru vísindamenn. Aðferð vísinda byggir á prófanlegum tilgátum, t.d. þeirri hugmynd að plöntur þurfi koltvíldi til að lifa. Tilgáturnar eru prófaðar, með því t.d. að neita plöntum um koltvíldi, og niðurstöðurnar metnar. Sannarlega felur hin vísindalega aðferð meira í sér, eins og einfaldleika, samanburð við aðra þekkingu og kröfu um innra samræmi tilgátunar. 

Nýlegar rannsóknir hafa sýnt að leikskólabörn hegða sér eins og vísindamenn, til að reyna að skilja veröldina. Þau fá hugmyndir, prufa þær og læra af niðurstöðunum. Þegar börn komast yfir nýtt leikfang, þá prufa þau að snerta það, hrista, hreyfa og toga, til að læra á eiginleika þess. með orðum Alison Gopnik í Science.

For example, Cook et al. (33) performed a variant of the “blicket detector” experiments using “pop-beads,” small plastic beads that could be hooked together to make larger units. First, the experimenter put individual beads on the machine. One group of 4-year-olds saw that some of the beads made the machine go and some didn’t. A second group saw that all the beads made the machine go. Then, the experimenter simply gave the children the machine and two new beads that were hooked together and let them play.

The “some beads” condition sets up a causal problem for the children: Which beads make the machine go? To solve that problem, you need to test each bead by itself. The “all beads” condition does not; children can assume that both beads will make the machine go. Sure enough, children spontaneously pulled the beads apart and tested them separately in their play in the “some beads” condition but not in the otherwise identical “all beads” condition.

....These results indicate that when young children face a causal puzzle, they try to solve that puzzle in their spontaneous play. Children’s actions ensure that they receive causally relevant and informative evidence. Once that evidence is generated through play, children can use it to make the correct causal inferences.

Börn eru einnig næm (viðkvæm) fyrir kennslu, ef þau sjá fullorðinn hegða sér á ákveðinn hátt með tiltekinni lokaniðurstöðu, þá eru þau líkleg til að endurtaka allt ferlið. Ef fullorðinn stendur á einum fæti, galar eins og hani og fær síðan kexköku, þá munu börnin reyna það sama. Slík kennsla er náttúrulega lykillinn að því að miðla þekkingu milli kynslóða, en getur einnig leitt til trúarlegrar og atferlislegrar innrætingar (sbr. skipulögð trúarbrögð, fótboltadýrkun, strippbúllutísku).

Tilraunir hafa einnig sýnt að börn eru einnig viðkvæm fyrir kennslu. Ef leiðbeinandi, kennari, fóstra eða foreldri, sýnir þeim hvernig á að gera hlutinn þá eru þau ólíklegri til að gera eigin tilraunir.

Gopnik ræðir þetta einnig:

This work also should raise serious red flags about recent pressure, both from parents and policy-makers, to make preschools more structured and academic—more like schools. This research is new, so it’s not surprising that early childhood policy-makers still routinely hold an outdated view of development. ....

The new work, then, provides a scientific foundation for a long tradition of “inquiry-based” science education. But our new understanding of children’s intuitive science ought to help us go beyond just a general emphasis on active inquiry. Instead, it could lead us to much more specific and scientifically supported proposals for education. Science itself could help turn young children’s natural curiosity and brilliance into better science teaching and learning.

Leiðrétting. Titillinn var áður barnalegir vísindamenn.

Alison Gopnik Scientific Thinking in Young Children: Theoretical Advances, Empirical Research, and Policy Implications Science 28 September 2012:Vol. 337 no. 6102 pp. 1623-1627 DOI: 10.1126/science.1223416

SINDYA N. BHANOO Scientific Inquiry Among the Preschool Set NY Times (October 1, 2012)

Erfðatækni, umhverfi og samfélag

Í framhaldi af námskeiði um erfðatækni og samfélag, í samstarfi LBHI, HI og HA, hefur nú verið ákveðið að bjóða upp á 3 endurmenntunarnámskeið sem spanna notkun erfðatækni í landbúnaði, matvælaiðnaði og áhrif hennar á heilsu. Áhugasömum er bent á tilkynningu frá LBHI.

Erfðatækni, umhverfi og samfélag 

Í samstarfi við Háskóla Íslands, Háskólann á Akureyri og Matvælastofnun

Stök námskeið á sviði erfðatækni sem henta þeim sem vilja efla og dýpka þekkingu sína á erfðatækni á einn eða annan máta. Námskeiðin geta t.a.m. nýst vel þeim sem vinna við fjölmiðla, almenningsfræðslu, kennurum á mismunandi skólastigum, starfsfólki í heilbrigðisgeiranum, þeim sem vinna við landbúnað sem og þeim sem vinna við lyfja - og matvælaframleiðslu. Á námskeiðunum verður farið yfir hvað felist í erfðatækni og hvernig megi nýta þessa tækni í grunnrannsóknum, læknisfræði, landbúnaði og matvælaiðnaði. Lögð verður áhersla á að fjalla um málið frá öllum hliðum og kynntir verða bæði möguleikar og takmarkanir við beitingu tækninnar, þ.m.t. hugsanlegar hættur fyrir heilsu manna og umhverfið.

Hagnýting erfðatækni í landbúnaði

Kennarar: Áslaug Helgadóttir prófessor við Landbúnaðarháskóla Íslands, Jón Hallsteinn Hallsson dósent við Landbúnaðarháskóla Íslands, Arnar Pálsson dósent/Zophonías Jónsson dósent við Háskóla Íslands og Guðni Elísson prófessor við Háskóla Íslands.

Tími: Fim. 1. nóv., kl. 12:30-17:00 hjá LbhÍ á Keldnaholti í Reykjavík

Hagnýting erfðatækni í matvælaiðnaði

Kennarar: Oddur Vilhelmsson dósent við Háskólann á Akureyri, Helga Margrét Pálsdóttir sérfræðingur hjá Matvælastofnun, Arnar Pálsson dósent/Zophonías Jónsson dósent við Háskóla Íslands og Guðni Elísson prófessor við Háskóla Íslands.

Tími: Fim. 8. nóv., kl. 12:30-17:00 hjá LbhÍ á Keldnaholti í Reykjavík

Hagnýting erfðatækni í heilbrigðisvísindum og áhrif erfðabreyttrar fæðu á heilsu

Kennarar: Magnús Karl Magnússon prófessor við Háskóla Íslands, Eiríkur Steingrímsson prófessor við Háskóla Íslands, Arnar Pálsson dósent/Zophonías Jónsson dósent við Háskóla Íslands og Guðni Elísson prófessor við Háskóla Íslands.

Tími: Fim. 15. nóv., kl. 12:30-17:00 hjá LbhÍ á Keldnaholti í Reykjavík.

Ef þátttakandi skráir sig á öll námskeiðin þrjú, þá er veittur 20% afsláttur af heildar­reikningi og því einungis greitt 23.760kr. Einnig er hægt að skrá sig á staka daga og kostar þá hver dagur 9.900kr. Skráningar: [e-mail] (fram komi nafn, kennitala, heimili, sími og nafn námskeiðs) eða hafa samband í síma: 433 5000

Nóbelsverðlaun í lífefnafræði

Himnur fruma eru samsettar úr fitusameindum margskonar, m.a. mettuðum og fjölómettuðum fitusýrum af mörgum ólíkum gerðum. Himnurnar eru bráðnauðsynlegar því þær eru ytrabyrði frumna, greina þær frá umhverfi sínu (auk þess eru himnur hluti af mörgum frumulífærum).

Í himnum eru einnig margvísleg prótín, sem ýmist fljóta í himnunni - mynda jafnvel saman einhverskonar fleka - eða spanna himnuna. Það er hluti prótínsins liggur í gengum himnuna, en einn hluti stendur út úr frumunni og annar inn í hana.

Slík himnuprótín nýtast því mörg hver frumum við flutning á mikilvægum sameindum (inn eða út úr frumunni) yfir himnurnar. Þau virka þannig eins og brýr yfir fljót, en eru mörg hver mjög sérhæfð - hleypa t.d. bara ákveðnum sameindum yfir eða bara í eina átt.

Önnur himnuprótín gera frumu kleift að skynja umhverfi sitt. Nóbelsverðlaunin í efnafræði árið 2012 voru einmitt veitt fyrir rannsóknir á slíkum prótínum, G-prótín háðum viðtökum (g-protein coupled receptors) sem reyndar eru einnig kallaðir 7TM viðtakar (7 transmembrane).

Robert J. Lefkowitz fékk verðlaunin fyrir rannsóknir á adrenalín viðtakanum, en honum tókst að einangra viðtakan með því að nota geislamerkta útgáfu af adrenalíni. Félaga hans Brian K. Kobilka tókst að einangra genið sem skrári fyrir viðtakanum. Í ljós kom að DNA röðin og bygging prótínsins var áþekk öðrum himnubundnum prótínum, t.d. rhodopsíni sem er ljósnæmt prótín nauðsynlegt fyrir sjón. Rannsóknir annara sýndu að fjöldinn allur af himnubundnum prótínum tilheyra sömu fjölskyldu 7TM viðtaka, og hægt er að rekja skyldleika genanna í gegnum þróunarsöguna og álykta að þau séu öll komin af sama meiði í löngu útdauðum forföður.

Rannsóknirnar eru á snertiflötum efnafræði og líffræði. Aðferðir Lefkowitz og Kobilka byggðust á lífefnafræði, frumulíffræði og sameindarerfðafræði, en spurningarnar sem þeir eiga við tengjast einnig þroskunarfræði, lífeðlisfræði og þróunarfræði. Í raun eru verðlaunin frekar fjarri því að teljast hrein efnafræði, en það er hluti af vandamálin við aldargamlar skilgreiningar á fræðasviðum sem nóbelsverðlaunin byggja á. Það er t.d. engin nóbelsverðlaun í líffræði, sálfræði eða félagsvísindum! En nóbelsverðlaun hafa samt verið veitt til líffræðilegra uppgötvanna (t.d. Lewis, Nusslein-Volhard og Wieschaus árið 1995 undir regnhlíf læknisfræði og efnafræði) og sálfræði - undir hatti hagfræðinnar (Daniel Kahneman sem fékk verðlaunin 2002 ásamt Vernon Smith).

Rætt var við Már Másson - prófessor í lyfjaefnafræði við lyfjafræðideild Háskóla Íslands um nóbelsverðlaunin í morgunútvarp rásar 2.

Leiðrétting (bætt var inn tengli á viðtal Rásar 2 við Már).

Ítarefni.

BBC  Cell signalling work scoops Nobel

The Guardian Nobel prize in chemistry for nailing receptors behind fight-or-flight

Nóbel í efnafræði til Bandaríkjanna

Haustráðstefna Vistfræðifélags Íslands 2012

Haustráðstefna Vistfræðifélags Íslands 2012 verður haldinn 17. nóvember frá kl. 9-17 í stofu 101 í Odda, Háskóla Íslands.

Markmið ráðstefnunnar er að efla tengsl milli þeirra sem sinna vistfræðirannsóknum. Til að ná þessu markmiði verður tryggt að góður tími verði fyrir veggspjaldakynningu og óformlegar umræður. Ágripum skal skila inn fyrir 1. nóvember á netfangið [e-mail]. Taka skal fram hvort óskað er eftir að halda erindi eða kynna veggspjald. Ágrip skulu vera í leturgerðinni Times New Roman (12 punkta) og á íslensku eða ensku. Tilgreina skal titil kynningar, höfunda og aðsetur þeirra auk netfangs flytjanda.
Aðgangur ókeypis og allir velkomnir! Nánari upplýsingar á vefsíðu félagsins www.vistis.is

Nóbelsverðlaun í þroskunarfræði

Nóbelsverðlaunin í læknisfræði og lífeðlisfræði voru afhent í gær 8. okt 2012. Þau hlutu bretinn John B. Gurdon og japaninn Shinya Yamanaka fyrir rannsóknir sem sýna hvernig hægt er að afsérhæfa frumur - og breyta þeim í stofnfrumur.

Gurdon sannaði hið jafngilda erfðamengi

Gurdon hóf rannsóknir á þroskun í tilraunastofu lattnesks innflytjanda Michail Fischberg við Oxford háskóla árið 1956. Ein helsta ráðgáta þroskunarfræðinnar á þeim tíma var hvernig frumur sérhæfðust. Hvernig gátu hinar almennu frumur kímblöðrunnar orðið að sérhæfðum frumum líffæra eða útlima? Ein tilgáta var sú að frumurnar losuðu sig við hluta af erfðamenginu þegar þær lögðu upp á ákveðnar þroskabrautir. Frumur sem yrðu að meltingarvegi myndu þá losa sig við gen nauðsynleg fyrir myndun tauga, en halda öllum meltingarvegsgenum eftir. Hin tilgátan var sú að allar frumur væru með sama erfðamengi, en að þær nýttu sér bara hluta þess. Þannig myndu taugafrumur lesa þær síður í bók erfðamengisins sem lýstu t.d. myndun taugaboðefna, taugasíma og taugamóta (en fletta yfir aðrar síður).

Margvíslegar niðurstöður studdu báðar tilgátur, t.d. benti endurmyndun útlima salamandra  til að sama erfðamengi væri í öllum frumum. John Gurdon sannaði þá tilgátu í eitt skipti fyrir öll, með því að flytja kjarna úr meltingarveg klófrosks í egg með óvirkan kjarna (sem hafði verið eyðilagður með útfjólubláuljósi). Nú er vitað að næstum allar frumugerðir vel flestra dýrategunda eru með sama erfðamengi. Munurinn á frumum liggur í því hvenær, hvar og hversu mikið hin ólíku gen eru tjáð. Það er viðfangsefni ítarlegra rannsókna í mönnum og tilraunadýrum enn þann dag í dag.

Frumur sem lifa og frumur sem muna

Í ljós kom síðar að í líkömum okkar og annara dýra finnast svokallaðar stofnfrumur. Þær eru sérstakar að því leyti að þær lifa lengur en venjulegar frumur, og að þær skipta sér mjög sjaldan. Venjulegar líkamsfrumur, eins og t.d. húðfrumur skipta sér frekar oft og hratt sem er nauðsynlegt til að viðhalda húðinni. Eins er mjög hröð endurnýjun í lifur og meltingarvegi. Sumir vefir eru reyndar undanskildir, frumur taugakerfisins virðast ekki skipta sér - að neinu verulegu leyti a.m.k.

Við þroskun lífverunnar eru fyrstu frumurnar ósérhæfðar og almáttugar. Almáttug fruma getur orðið að öllum öðrum frumum líkamans. Þegar þroskuninni vindur fram þá byrja frumur að markast á ákveðna þroskabraut, sem felur í sér að henni lokast vissir möguleikar. Fósturfruma sem getur af sér meltingarvefsforvera, getur ekki orðið að húð. Slíkar frumur eru fjölmáttugar, þær hafa sérhæfst að vissu leyti en viðhalda vissum sveiganleika.  Þannig eru t.d. til stofnfrumur blóðsins, eða stofnfrumur hvítra blóðkorna.

Genastjórn og sviperfðir beina frumum á þroskabrautir, og tryggja að þær muni. Líkamsfrumur þurfa að muna hvaða vef þær tilheyra, annars myndu þær framleiða munnvatnsensím í hársrót eða hár í iðrum. En er hægt að fá frumur til að gleyma, og breytast aftur í stofnfrumur? Það var spurningin sem Shinya Yamanaka tókst á við. (Hér verður ekki rætt ítarlegar um stofnfrumur, en áhugasömu er bent á umfjöllun www.stemcells.is og viðtal við Magnús Karl í býtið.)

Yamanaka endurforritaði líkamsfrumur

Hann byggði á rannsóknum sem sýndu að viss stjórngen, svokallaðir umritunarþættir sem bindast við DNA og hafa árhif á tjáningu gena, greina á milli stofnfruma og venjulegra fruma. Hann ákvað að skutla nokkrum slíkum stjórngenum inn í sérhæfðar músafrumur. Öllum að óvörum öðluðust sumar erfðabreyttu frumurnar eiginleika stofnfruma. Yamanaka sýndi að það er hægt að fá frumur til að gleyma, og líkjast stofnfrumum. Allt sem til þurfti voru virk eintök af fjórum genum, Sox2, c-myc, oct3/4 og Klf4. Þegar afurðir þessara gena eru framleiddar, þá breytist kjarninn og fruman öðlast fjölmátt sinn aftur.

Síðan þá hefur heilmargt gerst, við skiljum betur hvernig þessir þættir virka og hvaða aðrar breytur geta örvað þetta ástand í sérhæfðum líkamsfrumum. Það er sannarlega kjörið að geta framkallað stofnfrumulega eiginleika, án erfðabreytingar því þær geta í sumum tilfellum leitt til óstöðugleika erfðaefnis og annara breytinga á því.

Geta stofnfrumur verið lykill að lækningu?

Rannsóknir á þessu sviði þykja lofa góðu um meðferð á vissum gerðum sjúkdóma, þar sem t.d. efnaskiptageta er takmörkuð eða þar sem afmarkaður vefur er í steik. Það eru til dæmis hugmyndir um að blóðleysi megi lækna með því að skutla inn heilbrigðum stofnfrumum úr öðrum einstaklingi (með rétta mótefnavakagerð). Eða jafnvel með því að búa til stofnfrumur úr veikum einstakling - erfðalækna þær (t.d. með því að setja inn heilbrigt gen í stað gallaðs) og setja þær síðan aftur inn í viðkomandi. Það væri persónuleg meðferð, og "engar" líkur  á að líkaminn hafni frumunum. Enn sem komið er eru þetta samt bara drög og hugmyndir, og ég veit frekar lítið um meðferðir á þessum grunni.

Hins vegar er ljóst að stofnfrumur má nota til að skilja líffræði sjúkdóma og hvað bregst í  tilteknum heilkennum eða sjúklingum. Ef búnar eru til stofnfrumur úr heilbrigðum einstaklingi og þeim sem vantar ákveðið gen eða frumukerfi. Síðan má örvar frumurnar til að mynda, t.d. lungnavef og kanna mun á þroskun slíkra lungnafruma úr heilbrigðum og veikum einstaklingum (sjá t.d. rannsóknir stofnfrumuhóps við Lífvísindasetur HÍ).

Ítarefni.

www.stemcells.is

Þuríður Þorbjarnardóttir. „Hvað eru stofnfrumur og hvert er hlutverk þeirra?“. Vísindavefurinn 19.12.2002. http://visindavefur.is/?id=2969. (Skoðað 9.10.2012). 

Viðtal við erfðafræðing í morgunútvarpi Rásar 2.

Fá Nóbelsverðlaunin í læknisfræði

Tenging vistkerfa og hagkerfis með tilvísun í samgöngur

María Hildur Maack doktorsnemi í Umhverfis og auðlindafræði við HÍ mun ræða auðlindanýtingu í þágu framfara í erindi föstudaginn 12. október 2012. Fyrirlesturinn heitir, Tenging vistkerfa og hagkerfis með tilvísun í samgöngur (The connection between ecosystems and economics with reference to transport in Iceland) og verður fluttur á íslensku. Ágrip erindis:

Velferð ræðst ekki einungis af tekjum og prísum. Traustir innviðir og dreifikerfi sem nýtast öllum þegnum, menntun sem gefur fólki tækifæri til að velja starf, góð heilsa og efnhagslegur jöfnuður (eða kostnaðarjöfnuður) sem gerir jafnvel lægri tekjuhópum kleift að njóta sæmilegra lífskjara setur mark sitt á samfélagsþróunina.  Í stuttu máli er talað um að samfélög styðjist við 5 mismunandi auðlindir:  mannauð, félagsauð, náttúruauðlindir, manngert umhverfi auk fjármagns. Maðurinn er háður náttúrunni og hagfræði er í raun vistfræði mannsins.

Verkefnið er sett upp til að sýna hvaða aðferðum má beita til að meta breytingar á öllum þessum þáttum þegar ætlunin er að bæta mannlíf. Stungið er upp á aðferðum og þær prófaðar til að meta hvað gæti breyst við það að nýta íslenska orku í stað olíu í samgöngum.

Önnur erindi líffræðistofu haustið 2012 verða auglýst á vef Líf og umhverfisvísindastofnunar.

Aðgangur er ókeypis og allir eru velkomnir með húsrúm leyfir. Nemendur eru sérstaklega hvattir til að mæta.