Η μεγαλύτερη ανακάλυψη του 2018 ήταν αναμφισβήτητα η ικανότητα να παρακολουθούμε την ανάπτυξη κύτταρο προς κύτταρο σε μία σειρά οργανισμών. Η νέα αυτή τεχνική ανοίγει νέους δρόμους και μας επιτρέπει να κατανοήσουμε καλύτερα τις βιολογικές βάσεις της ζωής. Ποιες ήταν όμως οι ανακαλύψεις που σημάδεψαν το 2018;

Ανάπτυξη Κύτταρο προς Κύτταρο

Εδώ και χιλιάδες χρόνια, οι βιολόγοι έχουν αναρωτηθεί πώς ένα μοναδικό κύτταρο μπορεί να εξελιχθεί σε ένα πολυκύτταρο οργανισμό, όπως για παράδειγμα ένα βάτραχο ή ένα ποντίκι. Ωστόσο, η λύση αυτού του μυστηρίου θα ήταν αδύνατη χωρίς τα εργαλεία που θα επιτρέψουν να παρακολουθήσουμε την ανάπτυξη αυτή συστηματικά, κύτταρο προς κύτταρο.

Την τελευταία δεκαετία σημειώθηκαν ραγδαίες εξελίξεις στο πεδίο αυτό. Ερευνητές κατάφεραν να χρησιμοποιήσουν τεχνικές σήμανσης κυττάρων, ανάλυσης αλληλουχίας των νουκλεϊκών οξέων και υπολογιστικές μεθόδους για να απομονώσουν χιλιάδες κύτταρα από ζωντανούς οργανισμούς, να αναλύσουν το γενετικό τους υλικό και να καθορίσουν τη θέση τους στον οργανισμό που αναπτύσσεται.

Το 2018, δημοσιεύτηκαν αρκετές έρευνες με αναλύσεις μοναδικών κυττάρων που κατάφεραν να παρακολουθήσουν και τα 20 διαφορετικά είδη κυττάρων που προέρχονται από ένα γονιμοποιημένο αυγό ψαριού-ζέβρα, το σχηματισμό οργάνων σε ένα βάτραχο και τη δημιουργία άκρου σε μία σαλαμάνδρα. Αυτή ήταν μόνο η αρχή από μία σειρά σημαντικών ανακαλύψεων που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε όλα τα βήματα που συμβαίνουν στην ανάπτυξη του ανθρώπου.

Περισσότερα για την ανακάλυψη αυτή στο αντίστοιχο άρθρο μας.

Ένα Φάρμακο RNA Εισέρχεται στην Κλινική Πράξη

Πριν 20 χρόνια, οι ερευνητές Άντριου Φάιρ και Κρεγκ Μέλο έδειξαν ότι ορισμένα μικρά μόρια RNA που δεν κωδικοποιούν πρωτεΐνες μπορούν να αποκλείσουν την ενεργοποίηση γονιδίων στα κύτταρά μας, μέσω μίας διαδικασίας που λέγεται «παρέμβαση RNA» (RNAi). Η παραπάνω ανακάλυψη που έδωσε στους δύο ερευνητές το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής για το 2006, προκάλεσε μεγάλο ενδιαφέρον για τα μόρια του RNA και την ικανότητά τους να αποκλείουν την ενεργοποίηση γονιδίων που προκαλούν διάφορες νόσους.

Μετά από πολλή δουλειά, το πρώτο φάρμακο με RNA που έχει την ικανότητα να αποκλείσει κάποιο γονίδιο, κυκλοφόρησε μέσα στο 2018. Το φάρμακο λέγεται Onpattro (patisiran) και χρησιμοποιεί την τεχνική RNAi για να αντιμετωπίσει την περιφερική νευρική νόσο σε ενήλικες με μία σπάνια νόσο που λέγεται κληρονομική μεσολαβούμενη από τρανσθυρετίνη αμυλοείδωση. Η επιτυχία αυτή ανοίγει το δρόμο για να χρησιμοποιηθεί η νέα τάξη βιοφαρμακευτικών σε μία σειρά παθήσεων, από τον καρκίνο μέχρι τις καρδιαγγειακές παθήσεις.

Ταχύς Καθορισμός της Χημικής Δομής

Τον προηγούμενο Οκτώβρη, δύο ερευνητικές ομάδες δημοσίευσαν μελέτες σχεδόν ταυτόχρονα στις οποίες περιέγραφαν μία εξαιρετικά ταχεία τεχνική απεικόνισης για τον καθορισμό της δομής μικροτέρων οργανικών χημικών ουσιών, ή «μικρών μορίων» σε επίπεδο ατόμων. Τα μικρά μόρια είναι αναπόσπαστο κομμάτι της μοριακής βιολογίας, της φαρμακολογίας και της ανάπτυξης φαρμάκων. Στην πραγματικότητα, τα περισσότερα φάρμακα που χρησιμοποιούμε σήμερα είναι μικρά μόρια.

Οι έρευνες αυτές προκάλεσαν μεγάλο ενδιαφέρον. Μία από αυτές περιέγραφε μία τεχνική που λέγεται MicroED. Η τεχνική αυτή επέτρεψε στους ερευνητές να λάβουν ένα μικρό δείγμα μικρών μορίων (για παράδειγμα προγεστερόνης) και να δημιουργήσουν μία εικόνα υψηλής ευκρίνειας για τη χημική της δομή σε λιγότερο από 30 λεπτά. Η ευκολία και η ταχύτητα της MicroED μπορεί να φέρει επανάσταση όχι μόνο στον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές μελετούν διάφορες νόσους, αλλά και στην ταυτοποίηση μικρών μορίων που πιθανώς έχουν θεραπευτικές δράσεις.

Ο Τρόπος που τα Κύτταρα Διαχειρίζονται τα Συστατικά τους

Πριν από μία δεκαετία, οι ερευνητές παρατήρησαν ότι αρκετές πρωτεΐνες στα κύτταρά μας, ιδιαίτερα κατά το στρες, συμπιέζονται σε υδάτινα σταγονίδια. Ο γνωστός και ως «διαχωρισμός φάσης» επιτρέπει στις πρωτεΐνες να «μαζευτούν» σε υψηλές συγκεντρώσεις και να αντιδράσουν με άλλες πρωτεΐνες.

Τα τελευταία χρόνια, η έρευνα για το διαχωρισμό φάσης έχει εκτοξευθεί. Η έρευνα δείχνει ότι το φαινόμενο αυτό είναι σημαντικό στο διαχωρισμό χημικών αντιδράσεων μέσα στο κύτταρο χωρίς να χρειάζεται να γίνει διαχωρισμός μεμβρανών. Μόνο το 2018, δημοσιεύτηκαν αρκετές σημαντικές μελέτες και αρκετοί υποστηρίζουν ότι ο διαχωρισμός φάσης δεν είναι μόνο μία βασική οργανωτική αρχή του κυττάρου, αλλά αποτελεί μία μείζονα ανακάλυψη στη βιολογία.

Ένα Μοναδικό Αρχαίο Οστό

Κάθε χρόνο, οι ερευνητές ανακαλύπτουν χιλιάδες θραύσματα οστών από την σπηλιά Denisova στη Σιβηρία. Ένα από τα οστά αυτά ονομάστηκε Denisova 11 ή απλά «Denny».

Η Denny ήταν τουλάχιστον 13 ετών και ζούσε στη Σιβηρία πριν από περίπου 90.000 χρόνια. Πριν λίγα χρόνια, μία διεθνής ομάδα διαπίστωσε ότι το DNA από τα μιτοχόνδρια των κυττάρων της Denny προέρχονται από τον Neanderthal, ένα συγγενή του ανθρώπου που έχει εξαφανιστεί.

Το 2018, το οικογενειακό δέντρο της Denny έγινε ακόμα πιο ενδιαφέρον. Η ομάδα δημοσίευσε νέα δεδομένα που δείχνουν ότι η Denny ήταν γυναίκα και, σημαντικότερα, ήταν η πρώτη γενιά ανθρώπων από μία μητέρα Neanderthal και ένα πατέρα από έναν άλλο συγγενή του ανθρώπου που έχει εξαφανιστεί, τους Denisovans. Οι τελευταίοι εξελίχθηκαν από τους Neanderthals πριν από περίπου 390.000 χρόνια. Οι δύο πληθυσμοί είχαν αποικήσει το σύνολο της Ευρασίας μέχρι σχεδόν 40.000 χρόνια πριν, με τους Neanderthals να βρίσκονται κυρίως Δυτικά και τους Denisovans να βρίσκονται Ανατολικά.

Το μοναδικό γενεαλογικό δέντρο της Denny την καθιστά τον πρώτο απόγονο δύο διαφορετικών πληθυσμών των πρώτων ανθρώπων.

Βιβλιογραφία: ScienceMag