Prawda

Piątek, 10 lipca 2020 - 04:21

« Poprzedni Następny »


Robale i gwiazda śmierci


Paulina Łopatniuk 2015-10-17

Caenorhabditis elegans, prawdopodobnie najsłynniejszy robak świata nauki; Bob Goldstein; CC BY-SA 3.0
Caenorhabditis elegans, prawdopodobnie najsłynniejszy robak świata nauki; Bob Goldstein; CC BY-SA 3.0

Chore zwierzątka niejednokrotnie już pojawiały się w artykułach Patologów, nic dziwnego zresztą, w końcu patologia weterynaryjna jest równie interesująca, jak ta czysto ludzka, miewają też wszak niemało punktów wspólnych. Ale też dotąd poruszane zagadnienia ograniczały się głównie do patologii kręgowców, tymczasem przecież nie tylko one chorują.


Najbardziej chyba zasłużonym dla świata nauki robakiem jest nicień Caenorhabditis elegans, milimetrowy mniej więcej maluch mieszkający w glebie. Albo w laboratorium. To ostatnie to dlatego, że C. elegans już od lat sześćdziesiątych jest nader cenionym przez biologów modelem badawczym. Jest mały, jego cykl życiowy jest krótki, a i wymagania ma niespecjalnie wysokie – po prostu ideał :) W poświęconej naszemu robalowi monografii autorzy z pewnym chyba rozbawieniem podsumowują wybór właśnie C. elegans przez Brennera (zawdzięczającego zresztą przynajmniej po części temu właśnie wyborowi swoją późniejszą Nagrodę Nobla):


Dorosłe C. elegans; The Sanger Institute, Wellcome Images; CC-BY-NC-ND 4.0
Dorosłe C. elegans; The Sanger Institute, Wellcome Images; CC-BY-NC-ND 4.0

Nietrudno sobie wyobrazić, że możliwość wyhodowania tysięcy zwierząt na pojedynczej szalce Petriego pokrytej bakteryjnym trawnikiem służących za pokarm Escherichia coli musiała mieć pewien urok dla przyzwyczajonego do bakteriofagów genetyka takiego jak Brenner. W istocie –  osiągające liczebność rzędu 300-350 egzemplarzy potomstwo jednego tylko robaka przekracza nawet wysyp “potomstwa” następujący, gdy bakteriofag T-4 rozsadza komórkę swojego bakteryjnego gospodarza.


Choć zatem robaki mogą kojarzyć się wam niekoniecznie pozytywnie, zwłaszcza po poprzedniej notce ich dotyczącej, w tym przypadku nie powinny. Caenorhabditis elegans nie jest pasożytem, nie szkodzi człowiekowi ani innym zwierzątkom (choć istnieją doniesienia, według których zdarza mu się wykorzystywać w celach transportowych pewne gatunki ślimaków), bez wyrzutów sumienia możecie zatem współczuć biednym, chorym robakom tak zasłużonym dla nauki. Siedzi sobie taki maluch spokojnie, nie wadzi nikomu (może poza bakteriami, którymi się żywi). Aż tu nagle, niespodziewanie…


Dorosłe C. elegans w trakcie kopulacji – na górze samczyk, na dole postać dominująca w populacji – hermafrodyta; http://www.wormatlas.org/male/introduction/mainframe.htm
Dorosłe C. elegans w trakcie kopulacji – na górze samczyk, na dole postać dominująca w populacji – hermafrodyta; http://www.wormatlas.org/male/introduction/mainframe.htm

No dobrze, nie będę przesadzać z tym dramatyzmem :) Tak naprawdę, C. elegans nie choruje wcale rzadko. Badania nad mikrobami go atakującymi również nie są niczym szczególnie niezwykłym. Biedny robal bywa celem ataków mikrobiologicznych tak zewnętrznych, jak i wewnętrznych (nabłonek jelitowy jest ważnym elementem systemów odpornościowych robaka), a biolodzy nie tylko z zapartym tchem śledzą te infekcje, ale też i nader chętnie część z nich wywołują – w końcu to modelowy organizm badawczy, ot, taka karma. Musi się bronić tak przed bakteriami (i specyficznymi dla nicieni, jak na przykład Microbacterium nematophilum, i tak powszechnymi, jak poczciwy gronkowiec złocisty), jak i wirusami czy grzybami. Ale też – po latach badań – tylko niektóre z ataków potrafią naprawdę zaskoczyć obserwatorów.


Taki właśnie szczególnie spektakularny przykład bakteryjnej infekcji zagrażającej naszym robakom opisali w czasopiśmie Current Biology badacze, którzy studiowali próbki C. elegans żyjących w gnijących pniach bananowców Zielonego Przylądka. Tak jak zazwyczaj robaki żerowały na bakteriach, robaki badane przez naukowców z Oxfordu w sprzyjających warunkach unieruchomione przez bakterie stawały się ich pokarmem, co samo w sobie nie byłoby może niczym niezwykłym. Niezwykłe okazały się jednak mechanizmy do śmierci robaków prowadzące.


Bakterie pokrywające gęstym kożuszkiem ciało robaka; z prawej – z bliska; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/
Bakterie pokrywające gęstym kożuszkiem ciało robaka; z prawej – z bliska; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/

Bakterie z rodzaju Leucobacter (roboczo przez ekipę badawczą opisane jako Verde 1Verde 2 sobie jako mniej ekscentryczne darujmy) okazały się wykazywać skłonności do intensywnego “obłażenia” naszych robali i tworzenia na powierzchni ich ciała gęstego bakteryjnego kożuszka. I – póki zachowywano standardowe warunki hodowli – niewiele więcej się w sumie z C. elegans działo. Owszem,trochę jakby wolniej się ruszały, nieco mniej żwawo się mnożyły, ale generalnie żadna straszna krzywda im się nie działa. Rzecz prezentowała się natomiast dramatycznie odmiennie, gdy robaki spróbowano pohodować w środowisku płynnym, ot, jak w warunkach naturalnych, gdy gnijące owoce, pośród których robak spokojnie sobie pełza, zaleje deszcz.

…robaki zaczęły sklejać się ogonkami (strzałka pokazuje tworzący się z ogonków węzeł); CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/
…robaki zaczęły sklejać się ogonkami (strzałka pokazuje tworzący się z ogonków węzeł); CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/

Zaledwie parę chwil (ściślej rzecz biorąc – w przeciągu około 2 minut) od momentu dolania spokojnie sobie pływającym robakom zawiesiny bakterii, zwierzaki zaczęły sklejać się ogonkami, formując dziwaczne, wijące się gwiazdy, z których to z każdym kolejnym “dolepiającym się” robakiem coraz trudniej było się nicieniom wyrwać. Zlepione ogonki zapętlały się coraz bardziej, tworząc skłębione supły. Gwiezdne pułapki narastały, dokooptowując coraz liczniejsze robalowe “macki”, docelowo rekrutując całe tuziny, a nawet setki zwierząt.


Tworzące się ze sklejonych ogonkami robaków gwiazdy; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/
Tworzące się ze sklejonych ogonkami robaków gwiazdy; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/

A potem robaki zaczęły umierać. Nie wszystkie, oczywiście. Część uciekła bez większej szkody jeszcze zanim zdążyły się do sąsiadów przykleić. Niektóre zdołały się wyrwać z gwiezdnej pułapki – jeśli ucieczka była wystarczająco szybka (pierwsza godzina okazała się okresem kluczowym), również przeżywały, jeśli jednak zwlekały zbyt długo, udawało im się jedynie odpełznąć od masy wijących się kuzynów, by umrzeć w samotności. Większość nie dała rady – ponad 80% padało ofiarą bakterii. I nawet łaskawy eksperymentator niewiele tu już mógł pomóc – przeniesienie takiej gwiazdy śmierci z wilgoci w bezpieczniejsze pierwotnie dla C. elegans warunki, na suchy, wolny od bakterii agar, nie ratowało nicieni – szkoda okazała się nieodwracalna.


Gwiazda śmierci podlana barwnikiem wnikającym do wnętrza ciała robaków; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/
Gwiazda śmierci podlana barwnikiem wnikającym do wnętrza ciała robaków; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/

Nie unieruchomienie, oczywiście, było główną przyczyną śmierci nieszczęsnych robaków. Bakterie nie tylko sklejały ze sobą zwierzaki, ale też uszkadzały pokrywający powierzchnię ich ciał oskórek w sklejonych rejonach robaczych ogonków. Widoczna obok fotografia nie ma wbrew pozorom dokumentować istnienia wielkiego Cthulhu. Otóż w sklejonym centralnym obszarze gwiazdy śmierci integralność powłok złapanych w pułapkę nicieni zostaje naruszona, tak że zaaplikowany w tym obszarze barwnik bez trudności wnika w głąb ich ciał. Szarpanina próbujących się wyrwać z przymusowej bliskości zwierząt przyczynia się tylko do dalszych uszkodzeń, nie tylko szerzej naruszając bariery pomiędzy wnętrzem organizmu i środowiskiem, ale też przyczyniając się do inwazji bakterii w głąb ciała robaka. Gdy ostatecznie ofiary giną, stają się wygodną pożywką dla bakterii.


Wybarwione na zielono bakterie skupiają się w samym centrum zlepionych ogonków; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4165538/
Wybarwione na zielono bakterie skupiają się w samym centrum zlepionych ogonków; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4165538/

Nie wiadomo dlaczego akurat ogonki nicieni stają się punktem przyczepu Leucobacter, ale rzeczywiście – choć mikroorganizmy chętnie pokrywają całe ciało C. elegans, wykazują ewidentne preferencje do tylnych jego części. Gdy agresorów jest mniej, potrafią ograniczyć się wyłącznie do tych obszarów. Stąd potencjalnie istotne dla badaczy studiujących zwyczaje robaka pytanie – czym właściwie różni się koniuszek robaczego ogonka od reszty powierzchni ciała zwierzęcia. Tu też kryje się skromna, ale nadal w obliczu skali ryzyka istotna szansa ucieczki dla robaków. W gwiezdnych pułapkach ginie, pamiętajmy, ponad 80% zwierząt, część jednak wyrywa się śmierci. Pośród tej części pewien odsetek to te C. elegans, które odpowiednio prędko wyrwały się wraz ze swoimi ogonkami z tworzącego się w centrum gwiazdy supła. Ale nie wszystkie.


Po lewej na dole półrobak, w centrum uciekinier, który okpił się utratą zaledwie koniuszka ogona, po prawej – resztki umierającej gwiazdy śmierci; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/
Po lewej na dole półrobak, w centrum uciekinier, który okpił się utratą zaledwie koniuszka ogona, po prawej – resztki umierającej gwiazdy śmierci; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3898767/

W poświęconej gwiazdom śmierci publikacji pojawia się w pewnym momencie hasło “półrobaki”. Cóż to za dziwo? Otóż jakieś 5% złapanych robaków radzi sobie z pułapką w sposób dość radykalny. Że jaszczurki potrafią pozbyć się w obliczu niebezpieczeństwa ogona, na pewno wiedzieliście. Że rozgwiazdy czy wężowidła potrafią odrzucić ramiona, też mogliście gdzieś słyszeć. Odnóża potrafi w razie potrzeby odrzucić też chociażby wiele stawonogów. Zjawisko takie nazywamy autotomią. O tym, że może występować również u nicieni dotąd nie wiedziano, tymczasem C. elegans (zwłaszcza późne postacie larwalne) potrafią, czmychając z bakteryjnej zasadzki potrafią amputować sobie nawet ponad połowę długości ciała. I przeżyć – nie tylko wydobrzeć, ale też nawet skutecznie się później rozmnożyć. Ot, ciekawostka – dzielne maluchy, które zapewne jeszcze nie raz i nie dwa zdołają nas zaskoczyć.


Gwiazda śmierci utworzona przez 31 zielono podbarwionych robaków z gatunku C. elegans i jednego ichniego kuzyna, Pristionchus pacificus, z wybarwioną na szaro główką – nasz Leucobacter potrafi niekiedy z różną skutecznością atakować też inne niż nasz bohater nicienie; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4165538/
Gwiazda śmierci utworzona przez 31 zielono podbarwionych robaków z gatunku C. elegans i jednego ichniego kuzyna, Pristionchus pacificus, z wybarwioną na szaro główką – nasz Leucobacter potrafi niekiedy z różną skutecznością atakować też inne niż nasz bohater nicienie; CC BY 3.0; http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4165538/

(Przypominam tylko, że patologów możecie śledzić też na fejsbuku – warto tam zaglądać)

Literatura:

Two Leucobacter Strains Exert Complementary Virulence on Caenorhabditis Including Death by Worm-Star Formation. J Hodgkin, M-A Félix, LC Clark, D Stroud, MJ Gravato-Nobre; Current Biology 2013;23(21):2157-61

Worm-stars and half-worms. Novel dangers and novel defense. J Hodgkin, LC Clark, MJ Gravato-Nobre; Worm 2014;3:e27939

C. elegans outside the Petri dish. L Frézal, MA Félix; eLife 2015;4:e05849

About these ads

 



Paulina Łopatniuk


Lekarka ze specjalizacją z patomorfologii, pasjonatka popularyzacji nauki, współtwórczyni strony poświęconej nowinkom naukowym Nauka głupcze, ateistka, feministka. Prowadzi blog naukowy Patolodzy na klatce. (Wszystkie teksty Pauliny Łopatniuk publikowane w "Listach" ukazują się najpierw na blogu Autorki.)

Skomentuj     Wyślij artykuł do znajomego:     Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1123 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Pięć błędnych wyobrażeń o ewolucji: jedno jest wątpliwe, jedno niesłuszne   Coyne   2020-07-08
Wiecznie kurczący się tranzystor i wynalezienie Google   Ridley   2020-07-06
Postmodernizm: filozofia, która stoi za naszymi wojnami kulturowymi i postępującym nihilizmem   Hill   2020-07-02
Bodźce do innowacji w końcu pokonają COVID-19   Ridley   2020-06-27
Maleńkie stworzenia morskie budują olbrzymie, fantastyczne domy, by chronić się i zdobywać pokarm   Coyne   2020-06-25
Rośliny uprawne z edytowanym genomem pomagają farmerom i środowisku   Ridley   2020-06-20
Czy klucz do COVID można znaleźć w rosyjskiej pandemii?   Ridley   2020-06-18
Skąd więc wziął się ten wirus?   Ridley   2020-06-16
Nowe dane o tym, jak działają grzyby „mrówek zombie”   Coyne   2020-06-15
Czy brytyjski naukowy establishment popełnił największy błąd w historii?   Ridley   2020-06-13
Błysk światła w mroku   Sheagren   2020-06-12
Poczucie pewności napędza efekt potwierdzenia   Novella   2020-06-08
Czy możemy zobaczyć osobowość?   Novella   2020-06-05
Rozwiązanie dla obecnego kryzysu   Ridley   2020-06-02
Lokalizacja funkcji wykonawczych   Novella   2020-05-30
Przestańcie wierzyć w naukę   Greenfield   2020-05-28
Ewolucyjne korzenie sztuki   Koraszewski   2020-05-27
Innowacji nie można wymusić, ale można je zdławić   Ridley   2020-05-26
Stymulowanie kory wzrokowej   Novella   2020-05-23
Pora na telemedycynę   Novella   2020-05-19
Czy mrożącą krew w żyłach prawdą jest, że decyzja o zamknięciu społeczeństwa opierała się na luźnych matematycznych spekulacjach?   Ridley   2020-05-15
MMR jest bezpieczna i skuteczna   Novella   2020-05-14
Odporność stada na fakty   Koraszewski   2020-05-13
O COVID wiemy wszystko – i nie wiemy niczego   Ridley   2020-05-12
Nanotechnologia zastosowana do leczenia choroby Alzheimera   Novella   2020-05-11
COVID-19 – To są szkody   Novella   2020-05-05
Nadmiar teorii wszystkiego   Koraszewski   2020-05-04
Zawodnicy – i trudności – w wyścigu do wyleczenia COVID   Ridley   2020-04-30
Psychologia sprzeciwu wobec szczepień   Novella   2020-04-25
Prowokator czy prowokowany?   Witkowski   2020-04-24
Nauka on-line jest skuteczna   Novella   2020-04-23
Mądrość w pułapce autorytetu   Witkowski   2020-04-18
Znaleziono najstarszego “bilaterian”: odkryto podobne do robaka stworzenie wraz z jego skamieniałymi śladami   Coyne   2020-04-16
Nietoperze i pandemia   Ridley   2020-04-14
Pandemia ludzkiej głupoty   Novella   2020-04-12
W miarę postępu badań natura naszego wroga staje się coraz wyraźniejsza   Ridley   2020-04-04
Wzmacnianie układu odpornościowego podczas pandemii   Novella   2020-04-02
Dlaczego ten wirus inaczej dotyka pokolenia?   Ridley   2020-03-30
Czaszka maleńkiego dinozaura/ptaka znaleziona w bursztynie   Coyne   2020-03-27
Szczepionka na koronawirusa nie przybędzie szybko   Ridley   2020-03-25
Niebawem dowiemy się jak solidna jest nasza cywilizacja   Ridley   2020-03-23
Żywotność wirusa Covid-19 na różnych powierzchniach (rada: używaj rękawiczek, kiedy odbierasz paczki i nie otwieraj ich przez 24 godziny)   Coyne   2020-03-21
Dzień był krótszy 70 milionów lat temu   Novella   2020-03-20
Jak często powstają ptasie hybrydy?   Coyne   2020-03-18
Mózgi noworodków   Novella   2020-03-16
Twierdzenie o białku i DNA dinozaurów   Novella   2020-03-10
Porażka jest stałym elementem pracy naukowca   Konrad Bocian   2020-03-07
Jak myśleć o naszych problemach   Tupy   2020-03-03
Dlaczego tak wiele nowych wirusów pochodzi od nietoperzy?   Ridley   2020-02-29
Odkrycie antybiotyku przez AI   Novella   2020-02-27
Wizyta w Andach u łysek rogatych   Lyon   2020-02-26
Zioła nie pomagają na utratę wagi   Novella   2020-02-25
Dawkins pisze tweeta   Coyne   2020-02-24
W obronie binarności płci u ludzi   Coyne   2020-02-21
Nie palmy pieniędzy na ołtarzu zielonej manii   Lomborg   2020-02-20
Więcej dowodów ewolucji: końskie zarodki zaczynają tworzyć pięć palców, a cztery zawiązki znikają   Coyne   2020-02-18
Homeopatyczny rentgen   Novella   2020-02-14
Różnice płci w wyborze zabawek: chłopcy bawią się chłopięcymi zabawkami, dziewczynki dziewczęcymi zabawkami   Coyne   2020-02-13
Śmiertelność z powodu raka nadal spada wbrew twierdzeniom szarlatanów     2020-02-11
Odkrycie w immunologii, a leczenie nowotworów   Novella   2020-02-10
Ponowne psucie nauki przez ideologię: ”Slate” wypacza biologię ewolucyjną, by wyglądała na kapitalistyczną i antysocjalistyczną   Coyne   2020-02-07
Flamingi z braku łysek rogatych   Lyon   2020-02-06
Moja ostatnia praca badawcza. Część 3: Znaczenie   Coyne   2020-02-04
Moja ostatnia praca badawcza. Część 2: Wyniki   Coyne   2020-02-03
Moja ostatnia praca badawcza: Część 1: Cele i metody   Coyne   2020-02-01
Ewolucyjne wyjaśnienie nienaukowych przekonań   Bretl   2020-01-31
Zdumiewająca mimikra   Coyne   2020-01-27
Reality check: Pęd do szybkiej „zerowej” emisji to gwarancja przegranej   Lomborg   2020-01-27
Sfuszerowany artykuł o biologii w „Washington Post”   Coyne   2020-01-24
Punkty dla Ameryki w konflikcie między Iranem i USA   Destexhe   2020-01-24
Zbliżanie się do rozumienia pamięci   Novella   2020-01-22
Z perspektywy naszego kurnika   Witkowski   2020-01-16
Fałszywa pokora nie uratuje planety   Boudry   2020-01-09
Złoty ryż zatwierdzony na Filipinach   Novella   2020-01-07
Cudowna animacja DNA i komórek   Coyne   2020-01-06
Dychotomiczne myślenie, niepewność i zaprzeczanie nauce     2020-01-01
Mieliśmy najlepszą dekadę w historii. Naprawdę   Ridley   2019-12-31
Kreacjonista opowiada się za ”argumentem z niedowierzania”   Coyne   2019-12-26
Biologia męskiej agresji i dlaczego nie jest to tylko „socjalizacja”   Coyne   2019-12-24
Wydajność, wyzysk, wybory   Koraszewski   2019-12-23
Społecznościowe finansowanie szarlatanerii   Novella   2019-12-20
Wykład Dawkinsa o czerpaniu odwagi z darwinizmu   Coyne   2019-12-18
Uprawy GM, takie jak Złoty Ryż, uratują życie setek tysięcy dzieci   Ridey   2019-12-13
Darwin, lisy i inne ssaki na Falklandach   Mayer   2019-12-11
Wirtualna edukacja   Novella   2019-12-03
Teoria klasy próżniaczej Thorsteina Veblena – uaktualnienie statusu   Henderson   2019-12-02
Punkt szczytowy inteligencji   Novella   2019-11-30
Likwidowanie przeziębienia miedzią   Novella   2019-11-27
Dlaczego wyjaśnianie problemów przez biały przywilej jest niesłuszne   Rob Henderson   2019-11-25
LiveScience zachwala panpsychizm jako rozwiązanie trudnego problemu świadomości   Coyne   2019-11-22
Jak walczyć z firehosing   Novella   2019-11-19
Odwołajcie antyszczepionkową konferencję w Tel Awiwie   Blum   2019-11-15
Ewolucja dwunożności   Novella   2019-11-14
Granice „przeskoczenia” progu opłacalności   Lomborg   2019-11-13
Dlaczego nie żyjemy w epoce post-prawdy   Pinker   2019-11-11
Śledząc pochodzenie człowieka   Novella   2019-11-09
Skamieniałe trylobity idące gęsiego. Ale dlaczego to zrobiły?   Coyne   2019-11-06
Saga o złotym ryżu   Novella   2019-11-04
Kolejne badanie rolnictwa organicznego   Novella   2019-11-02
Fabrizio Benedetti pyta: “Czy badania placebo wzmacniają pseudonaukę?”     2019-11-01

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa


Wstęga Möbiusa


Przemysł produkcji kłamstw


Jesteś tym, co czytasz,



Radykalne poglądy polityczne


Einstein



Socjologia



Allah stworzyl



Uprzednie doświadczenie



Żydowski exodus



PRL Chrystusem narodów



Odrastające głowy hydry nazizmu



Homeopatia, wibracje i oszustwo


Żołnierz IDF



Prawo powrotu



Mózg i kodowanie predyktywne



Nocna rozmowa



WSzyscy wiedza



Nieustający marsz



Oświecenie Pinker



Alternatywna medycyna zabija



Kobiety ofiarami



Prometeusz



modyfikowana pszenica


Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Malgorzata, Andrzej, Marcin, Henryk