Keisaralegur hirðráðgjafi um þarmabakteríur

Ég fékk smá grúskkast í dag og las mér pínulítið til um þann ágæta bæverska barnalækni og örverufræðifrömuð Theodor Escherich, en hann var vænsti maður og stundaði áhugaverðar rannsóknir á þarmabakteríum - bæði sýklum og skaðlausum pöddum. Merkilegur kall, enda ekki hver sem er sem fær sjálfa eðalpödduna E. coli nefnda eftir sér. Ég stakk nokkrum molum inn á Wikipediu sem áhugasamir geta kíkt á. Forfallnir vísindasögunördar geta svo lesið ágætt æviágrip sem birtist í fyrra í Clinical Infectious Diseases, eða kíkt á styttri útgáfu á Whonamedit.com. Hvað er betra lesefni fyrir helgina en þarmabakteríur og ungbarnakólera? Myndin er frá Wikimedia Commons.

Klónun úr frosti

Klónun, eða einræktun*, á flóknum, kynæxlandi lífverum er einkar áhugaverð tækni sem gera má ráð fyrir að verði notadrjúg í líftækni framtíðarinnar. Eins og bændur og aðrir áhugamenn um kynbætur og ræktun nytjastofna þekkja mæta vel, þá eru kynæxlandi lífverur með þeim ósköpum gerðar að erfðaefni beggja foreldra blandast óafturkræft við hverja æxlun, sem gerir hugtakið „hreinræktun" að hálfgerðri merkingarleysu og vilja tilraunir til þess gjarnan enda með ósköpum vegna skyldleikaræktar. Með klónun má, hins vegar, fá afkvæmi sem erfðafræðilega er nákvæm eftirmynd foreldris, nema reyndar hvað varðar þann litla hluta erfðamengisins sem geymt er í hvatberum. Erfðafræðilega er hér því í raun um ígildi kynlausrar æxlunar að ræða. Á myndinni hér til hliðar, sem aðlöguð er af mynd frá Wikimedia Commons, má sjá gróft yfirlit yfir klónunarferlið. Á myndinni er gerður greinarmunur á því hvort klónunin er framkvæmd í þeim tilgangi að mynda heilbrigðan einstakling (æxlunarklónun var skásta orðið sem mér datt í hug yfir reproductive cloning) eða til að mynda frumur til rannsóknanota og/eða lyfjagerðar (therapeutic cloning).

Auk notagildis í landbúnaði og tækni má ætla að klónun geti komið að verulegu gagni við varðveislu tegunda í útrýmingarhættu og jafnvel við að endurvekja tegundir sem dáið hafa út, jafnvel fyrir all nokkru síðan. Þessi rannsókn þeirra Wakayama og félaga við RIKEN-stofnunina í Kóbe og Yókóhama og Jikei-háskóla í Tókýó, sem Mogginn greinir hér stuttlega frá, er mikilvægt skref í þá átt. Grein Wakayama et al. birtist í PNAS, sem er tímarit sem öllum er aðgengilegt, svo ég leyfi mér að setja afrit af greininni hér.

Eins og Arnar Pálsson bendir á í sínu bloggi, þá er DNA býsna stöðugt efni, af lífefnafjölliðu að vera, en þó brotna allar flóknar sameindir niður með tíð og tíma, jafnvel í frosti. Hingað til hefur því ekki verið mögulegt að klóna lífverur út frá erfðaefni sem geymt hefur verið í frosti um lengri tíma, jafnvel ekki við -80°C, sem er það hitastig sem okkur sem fáumst við sameindalíffræðilegar rannsóknir hefur verið innrætt að geyma flest okkar sýni við. Í grein Wakayama et al. eru, hins vegar, klónaðar heilbrigðar mýs út frá erfðaefni sem einangrað var úr músahræjum sem geymd höfðu verið við -20°C (sama hitastig og venjuleg heimilisfrystikista starfar við) í 16 ár, og það án þess að glýceról eða annar „frostlögur" væri til staðar í sýnunum. Raunar benda höfundar á að rannsóknir eins þeirra (Teruhiko Wakayama við RIKEN-stofnunina) hafi áður sýnt að erfðamengi músasæðisfrumna varðveitist óskemmt við frystingu og jafnvel frostþurrkun, og vísa þar í grein í Nature Biotechnology frá 1998. Sextán ár eru auðvitað ekki langur tími í lífsögunni, en þessi rannsókn vekur þó óneitanlega upp vangaveltur um endurlífgun loðfílsins ... nú eða þá geirfuglsins. Skyldi einhversstaðar leynast frosinn geirfugl í Grænlandsjökli? Maður má nú láta sig dreyma Myndirnar eru frá Wikimedia Commons.

*Rétt er að halda því til haga að sameindaklónun sú sem stunduð er á flestum rannsóknastofum í sameindalíffræði er allt annar hlutur. Einræktaðar (væri kannski „eingetnar" betra orð?) lífverur eru því EKKI erfðabreyttar (nema, auðvitað, að sameindaklónun hafi líka átt sér stað ... sem þarf svosem ekkert að vera útilokað).

Klónuðu mús úr frosnum erfðaefnum

Líftækni á Wikipediu

Þau ánægjulegu tíðindi bárust mér núna áðan að eftir nokkurt japl, jaml og fuður höfum við hér í raunvísindaskorinni fengið grænt ljós á að innrita nýja nemendur á þrjár námslínur í grunnnámi um næstkomandi áramót. Það var þá aldrei að það kæmi ekki eitthvað gott út úr kreppunni. Líftæknin er þarna á meðal og sýnist mér að námskráin líti alveg þokkalega út, þó svo reyndar farið lítið fyrir lífvísindum á fyrsta misseri (en síðari misseri verða þá bara þeim mun meira spennandi). Nú er lag fyrir kreppuslegna stúdenta að verða sér úti um menntun sem bæði er skemmtileg og gagnleg. 

Annars hef ég heitið sjálfum mér því að vera duglegri við að auka hróður líftækninnar, ekki aðeins í kennslustofunni og á rannsóknastofunni, heldur einnig úti í hinum stóra heimi. Ég er því aðeins byrjaður að dútla við að skrifa stuttar greinar um líftæknitengd málefni á Wikipediu. Það er svosem ekki mjög mikið að sjá þarna enn, en ég vil minna líftæknifróða lesendur á að margar hendur vinna létt verk og Wikipediu getur hver sem er aukið og endurbætt á einfaldan hátt.

Góðar stundir. 

Nóbelinn fyrir GFP

   

Nóbelsverðlaunin í efnafræði í ár hljóta Osamu Shimomura, Martin Chalfie og Roger Y. Tsien. Mbl.is lætur nægja að segja að verðlaunin hafi þeir hlotið fyrir „uppgötvun sína á „græna flúrprótíninu" (GFP)". En, ætli það sé ekki ástæða til að útskýra þetta eitthvað örlítið nánar? Hvað skyldi það vera við þetta prótín umfram önnur sem gefur tilefni til að verðlauna sérstaklega þá sem uppgötvuðu það?

Græna flúrljómandi prótínið (green fluorescent protein) er prótín sem náttúrlega er að finna í marglyttum af Aequorea ættkvísl. Líkt og nafnið bendir til er þetta prótín flúrljómandi, þ.e. það gleypir í sig ljós af einni bylgjulengd (395 nm) og sleppir frá sér ljósi af annarri bylgjulengd (509 nm, sem einmitt er í græna hluta litrófsins). Þessi eiginleiki gerir það að verkum að auðvelt er að staðsetja prótínið í ljóssmásjá sem útbúin hefur verið með ljóssíu (einni eða fleirum) þ.a. aðeins ljós af viðeigandi bylgjulengd(um) sést á smásjármyndinni.

Annar mikilvægur eiginleiki GFP (eða, öllu heldur fjölpeptíðkeðjunnar sem kóðað er fyrir í gfp geninu) er að flestar lífverur, bakteríur, dýr og allt þar á milli, ráða við að mynda starfhæft GFP prótín ef þær hafa aðgang að gfp geninu. Þessi eiginleiki er síður en svo gefinn, því flest prótín þarf að brjóta saman á sértækan hátt og alls óvíst að gefin lífvera geti framkvæmt þá aðgerð rétt á genaafurð úr annarri lífveru. Þetta þýðir að við getum ferjað gfp genið á milli jafnvel fjarskyldustu lífvera og látið þær mynda starfhæft GFP prótín. Það sem meira er, er að við getum í afar mörgum tilvikum skeytt gfp inn í eitthvert þeirra gena sem fyrir eru í gefinni lífveru. Lífveran tjáir svo sitt gen eins og hún á vanda til, en afurðin verður með áhangandi GFP og er, þar af leiðandi, flúrljómandi. Við getum því staðsett viðkomandi genaafurð í frumunni með smásjá, eins og útskýrt var að ofan. Á meðfylgjandi mynd, sem tekin var af Wikimedia Commons, má sjá hvar prótínið septín var staðsett í gerfrumum, sem eru að ganga í gegn um frumuskiptingu, með því að hengja á þau GFP.

GFP er því afar notadrjúgt rannsóknatæki í frumulíffræði og líftækni og skipta þær rannsóknir tugþúsundum þar sem GFP hefur verið notað.

 

Þrír Bandaríkjamenn fá efnafræðinóbelinn

Spennandi framtíð í líftækni

Vorið er komið og grundirnar gróa … og bakkalárkandidatar í líftækni við Háskólann á Akureyri kynna og verja lokaverkefni sín. Það er óhætt að segja að rannsóknir líftækninema séu fjölbreyttar í ár, en meðal viðfangsefna má nefna ræktun nýrrar frumulínu lungnaþekjufrumna, endurhönnun úrbeiningarferla á nautgripum, nýjungar í nýtingu á rækjuskel, etanól- og vetnisframleiðslu með hitakærum bakteríum, áburðar- og jarðgerð úr slammi, stöðu og tækifæri í framleiðslu örveruhindrandi peptíða, og greiningu á prótínmengi sýklalyfsþolinna baktería, svo nokkur dæmi séu nefnd. Hagnýting var í fyrirrúmi, líkt og endranær, og voru mörg verkefnin unnin í náinni samvinnu með fyrirtækjum og stofnunum þar sem leitað var lausna á þekktum vandamálum. Rannsóknir nemenda nýtast þannig með beinum hætti til verðmætasköpunar í íslenskum fyrirtækjum. Meðal samstarfaðila má nefna Matís, Krabbameinsfélagið, ORF líftækni, Mjólkursamsöluna, VGK hönnun og Norðlenska matarborðið.

Eins og ráða má af verkefnavalinu, þá kemur líftæknin víða við og hafa fjölmörg atvinnutækifæri skapast fyrir fólk menntað á þessu ört vaxandi sviði. Líftæknin er þverfagleg grein þar sem saman eru tekin öll þau fræði er lúta að framleiðslu lyfja, matvæla, lífvirkra efna og annarra efnasambanda með aðstoð lífvera, erfðabreyttra sem náttúrlegra. Líftæknin kemur einnig við sögu við verndun og hreinsun umhverfis, en bakteríur og sveppi má nota með stýrðum hætti til niðurbrots spilliefna í náttúrunni. Meðal helstu fræðilegra stoða líftækninnar mætti því nefna lífefnafræði, erfðafræði, erfðaverkfræði og framleiðslufræði, auk almennra lífvísinda og rekstrargreina. Megináherslur náms og rannsókna í líftækni við Háskólann á Akureyri eru á sviðum umhverfis- og orkulíftækni (niðurbrot lífræns úrgangs og nýmyndun orkuríkra efna), skimunar og framleiðslu lífvirkra efna og fæðubótarefna úr íslenskri flóru og fánu og sambýlisörverum þeirra, fiskeldislíftækni, og lífupplýsingatækni.

Í náminu öðlast nemendur víðtæka þekkingu á hagnýtum lífvísindum og þjálfast í beitingu bæði hefðbundinna og nýstárlegra rannsóknaaðferða. Einnig er lögð rík áhersla á viðskiptagreinar og rekstur líftæknifyrirtækja. Nemendur öðlast því færni í rannsóknum, stjórnun og rekstri sem nýtast mun í krefjandi störfum innan hins ört vaxandi líftæknigeira, auk þess sem námið veitir góðan undirbúning undir framhaldsnám í hagnýtum lífvísindum. Verkefnavinna er snar þáttur í náminu og vinna nemendur að sjálfstæðum rannsóknaverkefnum undir leiðsögn kennara og annarra sérfræðinga HA og samstarfsaðila. Líftækni er því einkar vænlegur kostur fyrir nemendur sem áhuga hafa á lífvísindum og hagnýtingu þeirra til hagsbóta fyrir íslenskt samfélag.

(Þessi grein birtist einnig í Fréttablaðinu síðastliðinn föstudag, eins og sjá má hér) 

veikindi og vísindi, trúmál og tungumál

Jæja, þá erum við Anett komin í hóp þeirra foreldra sem geta hallað sér aftur og kinkað gáfulega kolli þegar talið berst að barnaveikindum og andvökunóttum þeirra vegna. Snæbjörn hefur að vísu veikst áður, og er þar skemst að minnast berkjubólgunnar illvígu sem hann fékk í vor, en aldrei hefur hann verið svona veikur áður. 40 stiga hiti nótt eftir nótt - svo mikill hiti að strákgreyið fékk krampakippi hvað eftir annað í fyrrinótt - og þessi líflegi litli karl er eins og umskiptingur, orðinn sljór og daufur í dálkinn - svona hálfkjökrandi flestum stundum. Það er ámátlegt að horfa uppá þetta og skelfilega pirrandi að geta ekkert gert til að láta honum líða betur. Mér finnst þó að hann sé að byrja að braggast. Hann var farinn að líkjast sjálfum sér í morgun og sefur nú lengri lúra.

Annars ætlaði ég mér eiginlega að blogga til að dreifa huganum - hugsa um eitthvað annað í smástund á meðan Snæbjörn sefur. Nú fer misserið að byrja hér hjá okkur (er reyndar byrjað formlega þó mín kennsla byrji ekki fyrr en á miðvikudag) og þar sem fyrstu fyrirlestrarnir í Líffræðinni eru um sögu lífvísindanna, þá leitar hugurinn óneitanlega til þessa merkilega fyrirbæris sem hugmyndasagan er. Hvernig margar góðar hugmyndir falla í gleymskunnar dá um aldir áður en þær eru uppvaktar í nýjum búningi á nýjum forsendum og hvernig aðrar góðar hugmyndir eru skrumskældar og misnotaðar af óprúttnum pólitíkusum og trúarleiðtogum. Ég á erfitt með að fyllast ekki réttlátri reiði þegar ég segi frá afbökun heilags Tómasar frá Akvínó á náttúrufræði Aristótelesar - afbökun sem vafalítið hefti framþróun lífvísindanna um aldaraðir og gerir að sumu leyti enn. Eða þá grófa misnotkun nasistanna á þróunarkenningu Darwins til „mannræktar“. Ástandið virðist síst hafa batnað. Það er áhyggjuefni hvernig útúrsnúningur á rannsóknaniðurstöðum og fræðilegum vangaveltum ríður húsum í fjölmiðlum þessa dagana. Í dag virðist eingöngu hægt að ræða málin í kjarnyrtum, tilvitnunarvænum setningum og slagorðum. Sjaldnast er kafað ofaní málin og þau skoðuð hlutlægt og í smáatriðum. Er þá sama hvort menn eru með eða á móti Kárahnjúkavirkjun - báðir aðilar eru jafn sekir um útúrsnúninga, valháða meðtöku á rannsóknaniðurstöðum og stundum hreinar og beinar rangfærslur. Í báðum herbúðum er völdum sérfræðingum flaggað í topp þar sem þeir hanga eins og hræ í gálga á meðan pólitíkusarnir velja hagstæðar setningar úr skýrslum þeirra til kasta hver í annan. Manni verður hálf bumbult af að horfa uppá þetta. Sama er auðvitað uppi á teningnum varðandi loftslagshlýnun og fleiri málefni.

Og nú virðast trúarleiðtogarnir vera að færa sig upp á skaftið líka ... eins og það hafi nú verið þörf á því. Í sumar var haldin trúleysisráðstefna í Reykjavík. Mig langaði mikið til að fara á hana, enda hef ég bæði lesið og hlustað á Richard Dawkins áður og þykir mikið til hans málflutnings koma, þó hann sé nú kannski full herskár í máli fyrir minn smekk. En það kosta bæði hönd og fót, svo maður sletti nú aðeins, að fá að sitja þessa ágætu ráðstefnu, svo ég tímdi ekki að fara. Í ljósi allrar þeirrar umræðu sem verið hefur síðan, þá sé ég nú soldið eftir því að hafa heima setið, því Dawkins virðist hafa náð að stuða fólk nokkuð vel. Þannig falla biskup og prestar nú hver um annan þveran við að skrifa um ágæti trúar sinnar í blöðin. Það er svosem allt í lagi, en pirrandi að þeir þurfa endilega að blanda vísindum í málið - fara háðuglegum orðum um „vísindahyggju“ og fleira í þeim dúr og hefur jafnvel borið á því að upp sé dreginn gamli fjandskapurinn við þróunarkenningu Darwins. Ég fæ því ekki betur séð en draugur heilags Tómasar hafi verið vakinn upp á ný. Hann hefði nú alveg mátt liggja, að mínu mati, enda þessi tugga orðin all vel jöpluð. Ég er svona að bræða það með mér að fara að skipta mér af þessu rifrildi á síðum blaðanna, en þó er varla að ég nenni því.

En, talandi um trúmál, þá má ég til eð að koma því að hvað ég er gapandi hissa á því hversu gegnsýrt allt okkar líf og menning hér á Íslandi er af blessaðri Þjóðkirkjunni og þeirra eilífa Jesújarmi. Eftir að hafa búið erlendis svona lengi, þá einhverveginn tekur maður miklu meira eftir þessu en áður. Sjálft tungumálið okkar er gegnsýrt af þessari óværu. Þannig hnaut ég um frétt í útvarpinu um daginn þar sem eitthvað var verið að tala um ófriðinn í Írak og þannig komist að orði að allir kirkjugarðarnir í Írak væru að verða fullir af ... einhverju, man ekki hverju. Skyldu vera margir kirkjugarðar í Írak? Ég veit það svosem ekki, en mig grunar að átt hafi verið við þá staði þar sem heimamenn grafa líkin, óháð því hvort kirkja kemur þar við sögu eða ekki. Ég fór því að velta fyrir mér hvort það væri virkilega ekki til í íslensku annað orð en kirkjugarður yfir þessháttar stað? Grafreitur finnst mér einhvernveginn vera annað og þrengra orð, en orðabók Menningarsjóðs gefur ekkert betra. Mér finnst það eiginlega óttalegur dónaskapur við múslima að kalla þeirra grafreiti kirkjugarða. Ég verð nú bara að segja eins og Mikki refur að Einar Ben var rugludallur. Það er barasta tómt kjaftæði og vitleysa að á íslensku sé til orð yfir allt það sem hugsað er á jörðu. Annað þessu skylt sem pirrar mig stundum: af hverju er ekki hægt að segja eitthvað annað en gvöðhjálpiðér þegar maður hnerrar? Mér finnst það bölvuð hræsni af mér að biðja einhvern um hjálp sem ég þykist vita að sé ekki til, enda er ég farinn að grípa til þýskunnar þegar Snæbjörn litli hnerrar. Gesundheit finnst mér miklu vinalegri kveðja, auk þess sem hún fer betur í munni.