Prawda

Czwartek, 28 marca 2024 - 23:53

« 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 Tipsa en vn Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1469 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

Kameleon przekazuje różne informacje różnymi częściami ciała   Yong   2013-12-14
Paradoksalne cechy genetyki inteligencji   Ridley   2013-12-18
Wielki skandal z biopaliwami   Lomborg   2013-12-19
Przedwczesna wiadomość o śmierci samolubnego genu   Coyne   2013-12-22
Czy jest życie na Europie?   Ridley   2013-12-22
Nowa data udomowienia kotów: około 5300 lat temu – i to w Chinach   Coyne   2013-12-26
Na Zeusa, natura jest przeżarta rują i korupcją   Koraszewski   2013-12-26
Proces cywilizacji   Ridley   2013-12-28
Jak karakara wygrywa z osami   Cobb   2013-12-29
Żebropławy, czyli dziwactwa ewolucji   Coyne   2013-12-30
Czy może istnieć sztuka bez artysty?    Wadhawan   2013-12-30
Zderzenie mentalności   Koraszewski   2014-01-01
Skrzydlaci oszuści i straż obywatelska   Young   2014-01-02
Delfiny umyślnie narkotyzują się truciznami rozdymków   Coyne   2014-01-04
Długi cień anglosfery   Ridley   2014-01-05
Ciemna materia genetyki psychiatrycznej   Zimmer   2014-01-06
Co czyni nas ludźmi?   Dawkins   2014-01-07
Twoja choroba na szalce   Yong   2014-01-08
Czy mamut włochaty potrzebuje adwokata?   Zimmer   2014-01-09
Pradawne rośliny kwitnące znalezione w bursztynie   Coyne   2014-01-10
Ratując gatunek możesz go niechcący skazać   Yong   2014-01-11
Ewolucja ukryta w pełnym świetle   Zimmer   2014-01-13
Koniec humanistyki?   Coyne   2014-01-15
Jak poruszasz nogą, która kiedyś była płetwą?   Yong   2014-01-16
Jak wyszliśmy na ląd, kość za kością   Zimmer   2014-01-19
Twoja wewnętrzna mucha   Cobb   2014-01-22
Ukwiał żyje w antarktycznym lodzie!   Coyne   2014-01-25
Dlaczego poligamia zanika?   Ridley   2014-01-26
Wspólne pochodzenie sygnałów płodności   Cobb   2014-01-28
Ewolucja i Bóg   Coyne   2014-01-29
O delfinach, dużych mózgach i skokach logiki   Yong   2014-01-30
Dziennikarski „statek upiorów” Greg Mayer   Mayer   2014-01-31
Dlaczego leniwce wypróżniają się na ziemi?   Bruce Lyon   2014-02-02
Moda na kopanie nauki   Coyne   2014-02-03
Neandertalczycy: bliscy obcy   Zimmer   2014-02-05
O pochodzeniu dobra i zła   Coyne   2014-02-05
Sposób znajdowania genów choroby   Yong   2014-02-07
Czy humaniści boją się nauki?   Coyne   2014-02-07
Kiedy zróżnicowały się współczesne ssaki łożyskowe?   Mayer   2014-02-10
O przyjaznej samolubności   Koraszewski   2014-02-12
Skąd wiesz, że znalazłeś je wszystkie?   Zimmer   2014-02-15
Nauka odkrywa nową niewiedzę o przeszłości   Ridley   2014-02-18
Żyjące gniazdo?   Zimmer   2014-02-19
Planeta tykwy pospolitej   Zimmer   2014-02-21
Nowe niezwykłe skamieniałości typu “Łupki z Burgess”   Coyne   2014-02-22
Dziennik z Mozambiku: Pardalota   Naskręcki   2014-02-23
Wskrzeszona odpowiedź z kredy na “chorobę królów”   Yong   2014-02-26
Dziennik z Mozambiku: Sybilla     2014-03-01
Spojrzeć ślepym okiem   Yong   2014-03-02
Intelektualne danie dnia  The Big Think   Coyne   2014-03-04
Przeczołgać się przez mózg i nie zgubić się   Zimmer   2014-03-05
Gdzie podziewają się żółwiki podczas zgubionych lat?   Yong   2014-03-10
Supergen, który maluje kłamcę   Yong   2014-03-14
Idea, którą pora oddać na złom   Koraszewski   2014-03-15
Zwycięstwa bez chwały   Ridley   2014-03-17
Twarde jak skała   Naskręcki   2014-03-18
Pasożyty informacyjne   Zimmer   2014-03-19
Seymour Benzer: humor, historia i genetyka   Cobb   2014-03-21
Kto to był Per Brinck?   Naskręcki   2014-03-23
Potrafimy rozróżnić między przynajmniej bilionem zapachów   Yong   2014-03-25
Godzina Ziemi czyli o celebrowaniu ciemności   Lomborg   2014-03-27
Słonie słyszą więcej niż ludzie   Yong   2014-03-30
Niebo gwiaździste nade mną, małpa włochata we mnie   Koraszewski   2014-03-31
Wielkoskrzydłe   Naskręcki   2014-04-02
Najstarsze żyjące organizmy   Coyne   2014-04-03
Jak zmienić bakterie jelitowe w dziennikarzy   Yong   2014-04-06
Eureka! Sprytne wrony to odkryły   Coyne   2014-04-07
Sukces upraw GM w Indiach   Lomborg   2014-04-09
Wirus, który sterylizuje owady, ale je pobudza   Yong   2014-04-12
Przystosować się do zmiany klimatu   Ridley   2014-04-14
Jeden oddech, który zmienił planetę   Naskręcki   2014-04-16
Najgorsze w karmieniu komarów jest czekanie   Yong   2014-04-17
Kłopotliwa podróż w przyszłość   Ridley   2014-04-19
Pierwsze spojrzenie na mikroby współczesnych łowców zbieraczy     2014-04-23
Seksizm w nauce o jaskiniowych owadach   Coyne   2014-04-26
Musza bakteria zaprasza inne muszki na uczty owocowe   Yong   2014-04-27
Zachwycający rabuś, który liczy sto milionów lat   Cobb   2014-04-28
Mądrość (małych) tłumów   Zimmer   2014-04-29
Tak bada się ewolucję inteligencji u zwierząt   Yong   2014-05-02
Fantastyczna mimikra tropikalnego pnącza   Coyne   2014-05-03
Dlaczego większość zasobównie wyczerpuje się   Ridley   2014-05-04
Pomidory tworzą pestycydy z zapachu swoich sąsiadów   Yong   2014-05-07
Potrawy z pasożytów   Zimmer   2014-05-08
Technologia jest często matką nauki, a nie odwrotnie   Ridley   2014-05-09
Montezuma i jego flirty   Coyne   2014-05-11
Insekt dziedziczy mikroby z plemnika taty   Yong   2014-05-12
Polowanie na nietoperze   Naskręcki   2014-05-14
Zmień swoje geny przez zmianę swojego życia   Coyne   2014-05-15
Obrona śmieciowego DNA   Zimmer   2014-05-17
Gdzie są badania zwierzęcych wagin?   Yong   2014-05-20
Niemal ssaki   Naskręcki   2014-05-21
Zobaczyć jak splątane są gałęzie drzewa   Zimmer   2014-05-23
Dlaczego ramiona ośmiornicy nie plączą się   Yong   2014-05-24
Niezwykły pasikonik szklany   Naskręcki   2014-05-27
Wąż zgubiony i ponownie odnaleziony   Mayer   2014-05-28
Niespodziewani krewni mamutaków   Yong   2014-05-30
Trochę lepszy  świat   Ridley   2014-05-31
Tam, gdzie są ptaki   Mayer   2014-06-01
Ewolucja, ptaki i kwiaty   Coyne   2014-06-02
Jestem spełniony   Naskręcki   2014-06-04

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Lekarze bez Granic


Wojna w Ukrainie


Krytycy Izraela


Walka z malarią


Przedwyborcza kampania


Nowy ateizm


Rzeczywiste łamanie


Jest lepiej


Aburd


Rasy - konstrukt


Zielone energie


Zmiana klimatu


Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa


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