Z vědeckých časopisů

Genom bakterie Haemophilus influenzae byl první, který vědci „přečetli“. Do konce minulého roku byl znám kompletní genom dalších 10 bakterií a jednoho eukaryontního organizmu – kvasinky Saccharomyces cerevisiae. Další organizmy budou následovat v rychlém sledu. V současnosti se pracuje asi na padesáti mikrobiálních genomech a ještě mnohem více jich je „v plánu“.

Jelikož si mnozí od dobré znalosti genomu slibují lepší možnosti v boji s chorobami, je mezi právě sekvencovanými druhy mnoho závažných patogenů (např. Mycobacterium tuberculosis, Plasmodium falciparum, Salmonella), ale také mikrobů, kteří v boji s patogeny pomáhají (např. Streptomyces – zdroj antibiotik).

Samci nesou více genetických změn

Mutace jsou prazákladem genetických novinek a jejich vznik je proto klíčovým procesem evoluce. Již J. B. Haldane (1947) vyslovil názor, že hlavním zdrojem mutací jsou chyby při přepisu genetické informace během buněčného dělení. Vzápětí se začalo předpokládat, že u samců bude více mutací než u samic, protože při spermatogenezi dochází k většímu počtu buněčných dělení než při oogenezi. H. Ellegren a A. Fridolfsson (1997) zkoumali molekulární evoluci genových párů umístěných na ptačích pohlavních chromozomech. Ptačí pohlaví je určeno „obráceně“ než savčí – samice ptáků jsou heterogametické (ZW), samci homogametičtí (ZZ). Badatelé zkoumali u několika ptačích druhů evoluci pořadí nukleotidů. Zajímali se o počty mutací heterogametických genů CHD–W a CHD–Z a zjistili, že samčí mutace jsou 3,9 – 6,5krát četnější než mutace samičí.

Již dříve se pokoušeli jiní badatelé potvrdit na savčích modelech (u primátů a hlodavců), že mutace jsou častější u samců než u samic. Větší počet změn genů ležících na samčím chromozomu savců (Y) než na samičím (X) může však být pod vlivem otázky správného poměru dvou alternativ: je lepší mít nízký počet mutací za vysokou cenu náročného molekulárního mechanizmu, který zaručuje bezchybný přepis genetické informace, nebo lze nějaké mutace připustit a tak „zlevnit“ molekulární mechanizmus kontroly přepisu?

Kdyby k mutacím docházelo jednoznačně jen při buněčném dělení, odpovídal by poměr počtu mutací u samců a samic počtu buněčných dělení při spermatogenezi a při oogenezi. U ptáků tyto počty neznáme, ale u člověka předchází vzniku zygoty okolo 33 oogenetických a asi 205 spermatogenetických buněčných dělení. Poměr těchto dvou čísel by pak napovídal, že u samců vyšších primátů by docházelo k mutacím 6,2krát častěji než u samic.

Nature 390, 236, 1997

Přilepit jedinou molekulu k podložce

Experimentátorům z Rockefellerovy univerzity (kontakt: shiva@ athena.rockefeller.edu) se podařilo pomocí laseru a mikroskopu AFM (Atomic Force Microscope) deponovat a přichytit jednotlivé molekuly DNA na vybrané místo na křemíkové podložce (Appl. Phys. Lett., 22. 12. 1997). Pro aplikace je důležité, že metoda zachovává biologickou funkčnost DNA. Od takovýchto „DNA-čipů“ se očekávají nové možnosti pro biosenzory a pro bioelektronické obvody. (Physics News Nr. 352, 22. 12. 1997)

Nejpřesnější měření frekvence

v oblasti viditelného a ultrafialového světla bylo provedeno v mnichovském Ústavu Maxe Plancka pro kvantovou optiku. Pokud jsme v oblasti mikrovln (tj. u frekvencí řádově gigahertzů), lze ještě přímo počítat jednotlivé oscilace elektrických obvodů. To již nelze použít v oboru ultrafialového světla, kde frekvence jsou ještě milionkrát vyšší. Theodor Hänsch přišel na myšlenku „smísit“ měřené světlo se světlem nižší frekvence. Ponechme detaily metody fyzikům a spokojme se zjištěním, že se podařilo změřit frekvenci důležitého přechodu mezi kvantovými stavy 1S a 2S vodíkového atomu: 2,466 061 413 187 34 × 10¹⁵ Hz s přesností 3 části v 10¹³. To je více než stonásobné zvýšení přesnosti (Phys. Rev. Lett., 6. 10. 1997). Podobné měření bylo provedeno pro atom deuteria, což umožnilo přesnější výpočet nábojového poloměru jádra obyčejného a těžkého vodíku (tj. protonu a deuteronu).

Phys. News Nr. 351, 16. 12. 1997

Molekulární pružinky

Experimentátoři z dánského Ústavu Nielse Bohra (kontakt: henry@fys.ku.dk) změřili konstantu pružnosti jednoduchého polymerního řetězce (Phys. Rev. Lett., 22. 12. 1997). Vrcholem experimentálního umění dosud bylo měření konstanty pružnosti dlouhých polymerů (např. DNA). Snadno uvěříme, že největší experimentální problém spočívá spíše v umění, jak spirále podobnou molekulu upevnit, než v umění měřit malé síly. Teoretikům tento experiment trochu zamotal hlavu: naměřená konstanta pro polymerní řetězec byla větší, než předpovídala teorie.

Physics News Nr. 352, 22.12. 1997   

Opět ruská špionománie?

Dodatek k ruskému zákonu o státním tajemství z r. 1993 stanoví, že všechna jaderná zařízení, která mají význam pro obranu státu, jsou tajná. Zákon je považován za reakci státního aparátu na případ Alexandra Nikitina, námořního důstojníka, který byl v únoru 1996 obžalován ze zrady za detailní popis znečištění moří ruskou Severní flotilou.

New Sci. 156, No. 2105, p. 25, 1997

První krok hlenek k mnohobuněčnosti

Objev proteinu STAT (signal transducters and activators of transcription) u hlenky (Dictyostelium) napovídá, že tento organizmus využívá k signalizaci během svého vývoje fosfotyrozinových domén SH2. Tato signalizace chybí u kvasinek a její přítomnost může být jedním z prvních kroků ke vzniku mnohobuněčnosti.

Current Biology 7, 723, 1997/11

Nemoc „šílených octomilek“

Pro různé neurologické degenerativní choroby je charakteristický pozdní nástup a pozvolné zhoršování stavu končící smrtí. Studium těchto chorob u člověka je obtížné, protože se těžko opatřuje materiál jednotlivých stadií nemoci. Proto jsou pro studium neurodegenerativních chorob důležité modelové organizmy, zvlášť výhodní jsou tvorové s krátkým životním cyklem. Kyung-Tai Min a Seymour Benzer z Kalifornské techniky v Pasadeně popsali mutanty octomilky „spongecake“ a „eggroll“. Nervové uzliny dospělých mutantů spongecake charakterizuje výskyt vakol, který se podobá spongiformní degeneraci u Creutzfeldovy-Jakobovy nemoci, v nervových uzlinách mutantů eggroll se vyvíjejí mnoholamelové struktury připomínající ukládání lipidů u Tayovy-Sachsovy choroby.

Current Biology 7, 885, 1997/11

Může vyšší stimulace mozku v raných fázích vývoje přispět k rychlejšímu vývoji dítěte?

Tyto spekulace proběhly nejen laickým tiskem. V listopadovém čísle časopisu Educational Researcher říká John Bruer, že „mnozí učitelé a mnohá média špatně interpretují význam současných zjištění“ týkajících se rychlého růstu neuronových synapsí krátce po narození, jejich následného úbytku a kritického období rychlého vývoje mozku, jehož přerušení vede k dlouhodobému poškození. Laický tisk zaujalo zejména zjištění vyššího počtu synapsí u potkanů, kteří žijí v komplexním prostředí, než u těch, kteří žijí v prostředí jednoduchém.

Většina výzkumu tvorby synapsí byla prováděna na zvířatech, data o kritickém období se vztahují hlavně na vizuální systémy.

Kdyby šlo o pouhé nepochopení, nestálo by to za tolik vzruchu. Avšak existují výchovné snahy využít období od narození do tří let k ovlivňování duševního vývoje dětí (=vychovat děti s lepším mozkem).  

Science 278, 1571, 1997

Co se děje před meiózou?

Badatelé v anglickém Norwichi prokázali, že homologní chromozomy se v květech pšenice sdružují již před meiózou v meiocytech. Tuto skutečnost demonstrovali na tlustých řezech, v nichž různobarevnými fluorescenčními barvivy označili centromery, chromozomy a celkový chromatin. Pozorování umožnil konfokální mikroskop (viz Vesmír 74, 508, 1995/2).

Current Biology 7, 905, 1997/11

Záhada se nekoná: galaktický disk neobsahuje žádnou temnou hmotu?

Astronomka Honc-Anh Pham z pařížské observatoře v Meudonu analýzou pohybů 10 000 hvězd Mléčné dráhy došla k závěru, že hmota viditelných hvězd tvoří veškerou hmotu galatického disku. Závěry odvodila z dat pořízených evropskou astrometrickou družicí Hipparcos. Nicméně nějaká temná hmota se ve vesmíru přece jen nachází. Musí však být soustředěna v oblasti obklopující Galaxii, v Galaktickém halu. Tvoří ji prach, plyny a kulové hvězdokupy velmi starých hvězd. Nezávisle na pařížské skupině došla k podobnému závěru skupina vedená astronomem Michelem Crézé ze Štrasburku. Potvrdí-li se tyto závěry, budou vyloučeni exotičtí kandidáti na temnou hmotu, např. neutrina anebo slabě interagující masivní částice (WIMP).

Science 278, 1230, 1997

Souvisí schizofrenie s prionovým onemocněním?

Na možnou souvislost některých psychiatrických poruch s prionovým onemocněním upozornila skupina badatelů ze Sao Paula.  

Nature 390, 241, 1997

Připravila redakce