Barn með þrjá foreldra

Við fáum tvö erfðamengi frá móður okkar. Eitt sett af litningum er í kjarna eggfrumunar og í hvatberum eggsins er einnig lítill litningur. Úr eldri pistli:

Við erfum litninga bæði frá móður og föður. Að auki fáum við í umfrymi eggsins prótín, mRNA og það sem mestu máli skiptir hvatbera, orkustöðvar frumunnar. Hvatberarnir eru sérstakir að því leyti að þeir eru með sinn eigin litning, sem í okkur innheldur nokkra tugi gena. Með því að skoða byggingu þessara gena og bera saman við gen annara lífvera er augljóst að uppruni hvatbera er í samruna alfa-protobakteríu og við forföður allra heilkjörnunga (þ.e. dýra, plantna og sveppa).

Gallar í starfsemi hvatbera geta verið mjög hættulegir, m.a. vegna þess að þá fá frumurnar ekki nægilega orku. Samkvæmt frétt the Guardian, þá hafa gallar í erfðamengi hvatbera verið bendlaðir við sykursýki, vöðvarýrnun og heyrnartap.

Hópur vísindamanna í Oregon undir stjórn Shoukhrat Mitalipov hefur nú [2009] náð að skipta um hvatbera í eggjum rhesus apa. Það þýðir, eins og fyrirsögnin ber með sér, að einn api geti átt þrjú foreldri. Ef móðirin ber gallaða hvatbera, er hægt að hreinsa þá út og setja inn heilbrigða hvatbera úr gjafa.

Annars er hvatbera litningurinn ansi forvitnilegur, þótt hann sé eingöngu um 16,570 basar að lengd. (til samanburðar, er Y-litningurinn u.þ.b. 50 milljón basar, og erfðamengi okkar í heild um 3200 milljón basar.)

Ítarefni:

Api með þrjá foreldra

Gen frá mömmu, pabba og öllum hinum 27. febrúar 2012

Búa til börn úr erfðaefni þriggja

Umhverfi, erfðir og bakteríur

Rætt var við Guðmund H. Guðmundsson prófessor í frumulíffræði í Sjónmáli á rás 1. Þar sagði meðal annars:

Bakteríur hafa gert okkur lífið leitt í gegnum aldirnar. En þekkingu fleygir fram á eðli og gagnsemi þeirra. Guðmundur segir að bakteríur – eða „samfélag baktería“  í líkamanum -  gegni miklu stærra hlutverk í líkamanum en áður var talið. Þær eru miklu fleiri en áður var talið. Vitað er að tegundirnar hlaupa á trilljónum og á móti einni frumu í líkamanum eru tíu bakteríur.

Offita vegna bakteríu?

Nýlegar bakteríurannsóknir sem tengjast offitu vekji athygli. Þær varða spurninguna um það hvort lífsstíll og matarræði sé í raun og veru helsti offituvaldurinn. Rannsóknir sýna að feitt fólk hefur öðruvísi samsetningu af bakteríum í meltingarveginum en hinir grönnu. Komið hefur í ljós að „bakteríuflóran“ er öðruvísi í hinum of þungu en þeim sem eru í kjörþyngd. Orsakasamhengið milli bakteríanna í meltingarvegi manna og ofþyngdar er þó enn ekki alveg ljóst.

Guðmundur segir að meðvitund um matarræði verði enn mikilvægt þrátt fyrir þetta, jafnvel mikilvægara. Bakteríurnar verða nefnilega fyrir áhrifum af fæðunni sem er neytt. Sem sagt, þær „borða“ líka matinn okkar.

Guðmundur leggur áherslu á mikilvægi framfara í erfðamengjafræði, sem hafa gefið líffræðingum möguleika á að kanna bakteríusamfélög líkamans.

Ítarefni:

Bakteríurnar og görnin

Scientific american Explore the Human Microbiome

Varnir og starfsemi lungnaþekju

Bakteríur í brjóstamjólk og hræðslan okkar

Líkaminn sem vígvöllur 

Kynlíf, svindl og týndar rottur

Vísindafréttir koma í nokkrum megin gerðum. Ein þeirra er fréttir af svindli, t.d. þegar vísindamenn falsa niðurstöður, bruðla með fé, eða nota óheiðarlegar aðferðir til að ná frama. Milena Penkowa var einmitt slíkur 'vísindamaður´.

 

Hún var taugavísindamaður, sem stundaði rannsóknir á efnaskiptum og blabal í músum við Kaupmannahafnarháskóla. Reyndar var doktorsritgerð hennar fyrst hafnað, en deildarforsetinn hlutaðist til um málið og kom því til leiðar að hún fékk annað tækifæri og útskrifaðist. Eftir það var frami hennar var ótrúlega hraður, og glæstur. Hún birti tugi rannsóknagreina, fékk stóra styrki, vann til verðlauna sem mesta vonin. Hún átti vini í deildarforsetanum, sem nú var orðinn rektor háskólans, og þá verandi menntamálaráðherra.

Það var galli á gjöf Njarðar, Milena var svindlari.

 

Hún hafði beitt öllum brellum í bókinni, falsað niðurstöður, bruðlað með fé, og notað óheiðarlegar aðferðir til að ná frama. Bæði rektorinn og ráðherran voru annálaðir kvennamenn, og staðfest var að hún hafi sængað með þeim.

Blaðamaðurinn Poul Pilgaard fjallaði um mál hennar, og með hjálp uppljóstrara tókst honum að vinda ofan af svindlinu. Honum tókst það sem vísindasamfélagið megnaði ekki, þ.e.a.s. Að finna og hlutleysa siðblindann lygara og svindlara í sínum röðum. Einnig voru viðbrögð kaupmannaháskóla frekar hæg í málinu. Reyndar var mál hennar að endingu tekið fyrir af siðanefnd skólans og úrskurðað að hún hefði svindlað, t.d. með því að nota niðurstöður um rottur sem enginn kannaðist við. Annar blettur á rektornum var sá að, þegar ritgerð hennar var hafnað árið 2003, vöknuðu einmitt spurningar um týndar rottur. Penkowa var rekin frá háskólanum, var sektuð fyrir fjármálamisferli og margar greinar hennar voru dregnar til baka af tímaritum.

 

Sagan af Milenu Penkowu er oft sögð sem saga af siðblindri drós, sem svindlaði sér leið í gegnum kerfið. En hún vekur einnig spurningar um samtryggingu vísindamanna, völd deildarforseta, rektora og ráðherra, og ábyrgð einstakra vísindamanna og háskóla.  

Ítarefni

Jacob Albrecht  Penkowas banemand Journalisten.dk 2012

CHRISTOFFER ZIELER / enska MIKE YOUNG  UVVU-committee: Penkowa guilty of bad science  University Post DK.

Jorgen Ollgard flutti erindi um þetta mál á alþjóðaþingi vísindablaðamanna í Helsinki 24. júní 2013, á málstofu um hlutverk fjölmiðla við að afhjúpa svindl í vísindum og læknisfræði. 

Ewen Calloway Fraud investigation rocks Danish university Neuroscientist quits after accusations of academic misconduct 7 January 2011 | Nature | doi:10.1038/news.2011.703 

Sjálfsprottið guðleysi og guðstrú

Fá málefni leiða til jafn mikils tilfinningahita og trúmál. Því miður hverfa röksemdirnar oft í ský, blammeringa og yfirlýsinga, áætlaðra skoðanna, misvísandi merkingar orða og vítissóta.

Sem trúleysingja hef ég litla ánægju af að ræða við trúmenn um þessi mál, e.t.v. vegna þess að flestar samræður okkar hafa farið út um þúfur, mér gerðar upp skoðanir og röksemdir mínar hundsaðar.

Sumir trúmenn og trúleysingar, efahyggjumenn eða bara áhugafólk um fjöruga umræðu, er samt ötult að taka þátt í þessari umræðu. Hérlendis hefur örlað á áróðri kjörinna fulltrúa, sem tala um "kristileg gildi" eins og bara þeir sem játast kristi (eða amk létu ferma sig með öllum hinum) eigi einkarétt á siðferðilegum gildum.

Steindór J. Erlingsson ræðir um sjálfsprottið guðleysi í nýlegri grein í Morgunblaðinu. Þar segir hann m.a.:

Hér er mikilvægt að benda á að „sjálfsprottna guðleysið“ er margþætt. Í greininni „The Origins of Religious Disbelief“ (2013) benda sálfræðingarnir Ara Norenzayan og Will M. Gervais á að til séu að minnsta kosti 4 gerðir vantrúar: Fyrsta gerðin skilur ekki trú, gerðir tvö og þrjú eru áhugalausar um trú, og fjórða gerðin er full efasemda um og hafnar trú. Einstaklingar sem ekki aðhyllast guðstrú eru því mun margbreyttari hópur en venjulega er gengið út frá. Þetta ætti að vera enn ein áminningin um hversu varasamt er að alhæfa um þennan hóp.

Vinsælasta alhæfingin snýr líklega að siðferði. Lítum á eina frá þjóðkirkjupresti: „Ef Guð hverfur úr lífi fólks og þjóða er hætta á að á nokkrum kynslóðum hverfi gildin, hverfi munur góðs og ills, hverfi siðgreind fólks og þar með verði allt flatt. Allt flýtur“. Prímatasérfræðingurinn Frans de Waal gefur ekki mikið fyrir svona yfirlýsingar í bókinni „The Bonobo and the Atheist“ (2013). Hann segir hugmyndina um að siðferði mannsins komi utanfrá sé „sköpunarmýta“, enda hafa rannsóknir sýnt fram á að rætur þess liggi í þróun mannsins sem félagsveru.

Guðmundur I. Markússon fjallaði einmitt um félagslegar og líffræðilegar skýringar á trúareinkennum í bókinni Arfleifð Darwins.

Eins og rakið var í inngangi þessarar greinar hefur þróunarfræði verið að sækja í sig veðrið í trúarbragðafræðum undanfarin ár. Gott dæmi um þetta er stór alþjóðleg ráðstefna um þróunarfræði og trúarbrögð sem haldin var á Hawaii í byrjun árs 2007 og greinasafn sem síðan kom út: The Evolution of Religion: Studies, Theories & Critiques.¹ Skilgreina má tvær meginþróunarfræðilegar tilgátur um tilurð trúarbragða. Í fyrsta lagi kenningar um trúarbrögð sem hliðarverkun líffræðilegra þátta (by product) og í annan stað kenningar um trúarbrögð sem sjálfstæða, líffræðilega aðlögun (adaptation). Seinni tilgátan kemur í tveimur tilbrigðum sem gera ráð fyrir þróun trúarbragða sem aðlögun innan hóps einstaklinga eða sem afleiðingu vals á milli hópa.²

Tæpum fyrst á þeirri hugmynd að trúarbrögð séu hliðarverkun líffræðilegra þátta. Þessi grein nefnist hugræn trúarbragðafræði (cognitive science of religion) og byggist í stuttu máli á því að trúarhugsun og trúarhegðun sé hliðarverkun eða aukaafurð eðlilegra þátta mannshugans, þ.e. þátta sem við notum til þess að takast á við okkar nánasta, hversdagslega umhverfi (t.d. hugrænir þættir sem við notum til þess að skilja annað fólk, og ósjálfráðar væntingar til umhverfisins). Þessir þættir sem slíkir eru dæmi um líffræðilega aðlögun fyrir tilstilli náttúrulegs vals, trúarbrögðin eru það hins vegar ekki – þau eru hliðarverkun. Hugræn trúarbragðafræði eru undir miklum áhrifum frá þróunarsálfræði.³

1 Bulbulia o.fl. 2008. Helstu samtök fræðimanna á þessu sviði eru International Association for the Cognitive Science of Religion (IACSR) sem stofnuð voru árið 2006 (www.iacsr.com).

2 Í fyrra tilfellinu er átt við að þeir einstaklingar sem hafi haft trúartilhneigingu (t.d. trúað á yfirnáttúrlegar verur) hafi haft betur í lífsbaráttunni en aðrir. Í seinna tilfellinu er átt við að þeir hópar sem hafi haft trúarlegt skipulag hafi staðið sterkar að vígi en þeir hópar sem höfðu það ekki (í stuttu máli því trúarlegir hópar hafi haft meiri samheldni til að bera). ... []...

3 Sjá yfirlitsgrein Guðmundar Inga Markússonar (2006) um hugræn trúarbragðafræði. Sjá einnig Boyer 1994, 2001; Atran 2002; Slone 2006; Pyysiäinen og Anttonen 2002.

Við fjölluðum aðeins um þessa spurningu áður, þó einungis yfirborðskennt miðað við Guðmund og Steindór:

[E]r trúin afleiðing þróunar? ... Einn möguleiki er sá að þróun hafa leitt til eiginleika sem hafi gert frummanninn berskjaldaðan fyrir hugmyndinni um trú. Annar er sá að arfgerðir og samfélög sem hafa sterkar trúarlegar sannfæringu hafi sigrað í samkeppni við trúlausa ættbálka. Þessar spurningar eru ræddar í grein í New York times frá síðasta ári. Væri það nú ekki spaugileg  niðurstaða ef líklegsta skýringin á trúarhita og sannfæringu sköpunarsinna væri þróun?

Ítarefni:

Steindór J. Erlingsson Sjálfsprottið guðleysi Morgunblaðið, 19. Júní, 2013

Þróaðist trúar "hæfileikinn"?

Arfleifð Darwins: þróun menningar og trúarbragða

Þróunarfræðileg tilgáta um tíðarhvörf

Þróunarfræðin leggur okkur í hendur mjög öflug tól til að rannsaka eiginleika lífvera. Til að mynda má nota hana til að spyrja til hvers ákveðnir eiginleikar eru, eða hvers vegna breytileiki er mismikill í ólíkum eiginleikum.

Tíðahvörf eru dæmi um slíkan eiginleika. Þau eru reyndar töluvert breytileg kvenna á millum, hafa áhrif á konur á miðjum aldri, en misjafnlega snemma og einkennin eru fjölbreytt.

Þróunarfræðin spyr t.a.m. um tilurð tíðahvarfa, til eru amk 10 ólíkar tilgátur um þróun tíðahvarfa. Ein tilgáta væri til dæmis að tíðahvörf væru þróunarleg aðlögun til að koma í veg fyrir að konur eignis börn of seint á ævinni - því að mannabörn þurfa langa umönnun og uppeldi.

Nýlegri rannsókn hóps frá McMaster háskóla sem birtist í PLoS Computational biology prófaði tilgátu um tíðahvörf sem aukaafurð makavals. Hópurinn setti upp líkan, þar sem karlar í kynæxlandi stofni velja frekar ungar konur. Þróun í þessu kerfi leiðir til þess að upp safnast skaðlegar stökkbreytingar, sem leiða til skemmda á tíðarhring með aldri. Með öðrum orðum, aukaafurð vals karlanna á yngri mökum, er hrörnun kerfa sem nauðsynleg eru fyrir frjósemi alla ævi kvennana.

Eins og lýst er í fréttum BBC þá eru vísindamenn ekki á einu máli um niðurstöðuna. Hinar tilgáturnar níu um tilurð tíðarhvarfa, eru líka byggðar á athyglisverðum gögnum.

Þróunarlæknisfræðin bendir á að við þurfum að horfa t.d. á viðbrögð við sýkingu bæði sem bein áhrif sýkils, og svörun líkamans við sýkingunni. Hiti og hósti eru t.d. varnarviðbrögð, sem fá okkur til að hægja á og hreyfa slím upp úr öndurnarfærunum.

Í því samhengi má velta fyrir sér, hvað tíðarhvörf eru? Eru þau hrun á kerfum sem stýra þroskun kynfruma og undirbúa legið, eða eru þau eiginlegt þroskaskref, t.d. eins og kynþroskinn sjálfur?

Þróunarlegur samanburður er kjarninn í lifvísindum samtímans. Í þessu tilfelli hafa lífeðlisfræðingar skoðað aðra mannapa og séð einkenni áþekk tíðahvörfum í tegundum sem hafa reglulegar blæðingar (nánari útlistun á skilgreiningunni á tíðarhvörfum má sjá í grein Walker  og Herndon.

Ítarefni:

Margaret L. Walker og James G. Herndon Menopause in Nonhuman Primates? Biol Reprod. 2008 September; 79(3): 398–406. doi:  10.1095/biolreprod.108.068536

 

Morton RA, Stone JR, Singh RS (2013) Mate Choice and the Origin of Menopause. PLoS Comput Biol 9(6): e1003092. doi:10.1371/journal.pcbi.1003092

Tíðahvörf körlum að kenna

Helmingunartími minninga og dauði taugafruma

Það hefur verið viðtekin þekking að taugafrumur miðtaugakerfisins endurnýjast ekki. Miðtaugakerfið er heilinn og mænan, (stundum eru augun talin með) en úttaugakerfið telur aðrar taugar, t.d. þann aragrúa sem tengist í magann*. Taugar úttaugakerfisins geta endurnýjast, skipt sér og myndað nýjar taugar. Grannfrumur miðtaugakerfisins (glial cells: einnig kallaðar taugatróðsfrumu) geta hins vegar endurnýjað sig, og gögn sýna einnig að þær taka þátt í að hindra vöxt taugafruma.

Nokkrar rannsóknir, á tilraunadýrum og á taugavef í heilum fólks, hafa sýnt að taugar heilans geta endurnýjast. Nýleg rannsókn sænskra vísindamanna og samstarfsmanna þeirra sýnir fram á endurnýjun taugafruma í drekasvæði heilans (hippocampus). Nálgunin sem Spalding og félagar beittu var ansi glúrinn. Þeir nýttu sér mengun frá kjarnorkutilraunum sem gerðar voru á yfirborði jarðar milli 1945 og 1963.

Geislavirkar kolefnis samsætur innlimast í erfðaefni fruma þegar það myndast. Erfðaefni hverrar frumu er óbreytt frá "fæðingu" hennar, og því er hægt að mæla aldur fruma með því að skoða hversu mikið af geislavirku kolefni er í erfðaefninu. Með því að bera saman hlutfall geislavirks kolefnis á mismunandi svæðum heilans  í heilum 19-92 ára látinna einstaklinga, kom í ljós að hluti drekasvæðisins endurnýjast. Samt sem áður stækkar svæðið ekki, heldur virðist vera umsetning á taugum. Samanburður sýnir einnig að drekasvæði skreppur saman í mannfólki, þrátt fyrir þessa endurnýjun. Í músum eykst rúmmál drekans með aldri, og vitað er að nýjar frumur eru þeim nauðsynlegar til að mynda nýjar minningar.

Vitanlega er ómögulegt að spá í mögulegar ástæður þessarar endurnýjunar hjá manninum, eða mismunandi endurnýjunar tauga manna og músa. E.t.v. er munur á helmingunartíma minninga manna og músa (það væri reyndar gaman að vita hverskonar minningar músaheilinn geymir).

Þessi endurnýjun í heilanum er alls ekki næg til að bæta upp fyrir skemmdir af völdum drykkju.

Viðbót:

Geislavarnir ríkisins fjölluðu einnig um rannsóknina, og útskýra betur geislavirku kolefnin

http://www.gr.is/2013/06/11/tilraunir-med-kjarnorkuvopn-gagnast-vid-rannsoknir-a-heilafrumum/

Ítarefni:

Spalding o.fl. Dynamics of Hippocampal Neurogenesis in Adult Humans Cell 2013 http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2013.05.002

Douglas Heaven Nuclear bomb tests reveal brain regeneration in humans New Scientist 7 júní 2013

Þuríður Þorbjarnardóttir. „Hvernig starfar boðskiptakerfi líkamans?“. Vísindavefurinn 14.10.2003. http://visindavefur.is/?id=3796. (Skoðað 10.6.2013).

*Michael Mosley The second brain in our stomachs BBC 11. júlí 2012

Sciencedaily.com  Neuronal Regeneration and the Two-Part Design of Nerves 5. júní 2013.

Heilinn framleiðir heilasellur

Grænar agnir á litlum bláum depli

Úr fjarska lítur jörðin út eins og blár depill. Voyager 1 tók mynd af jörðinni úr 6 milljarða kílómetra fjarlægð árið 1990. Þá er jörðin ekkert nema blár depill í órvídd geimsins. Myndin varð mjög þekkt þegar Carl Sagan (1934-1996) notaði hana sem útgangspunkt í bókinni Pale blue dot. til að ræða um mannkyn í geimnum, og til að skerpa á hugleiðingu um stöðu okkar í náttúrunni.

Úr minni fjarlægð sést að depillinn er ekki einsleitur, heldur skiptast á blátt og grænt, og síðan er síkvik hvít hula yfir öllu.

Nokkrir líffræðingar hafa nú tekið höndum saman og notað litla bláadepilinn (Pale blue dot) sem samnefnara fyrir skrif sín um jarðveg, gróður, náttúru og vernd. Hafdís Hanna Ægisdóttir fjallaði til að mynda um alþjóðlega landgræðsluráðstefnu sem haldin var hérlendi í fyrri viku, í pistlinum (Does soil make your heart beat?).

Ég skora á fólk til að kíkja á pistla þeirra.