Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami

Bakteriofag T4 - Wykonanie artystyczne

Bakteriofag - Bacillus phi29 - Ilustracja wykonana na bazie danych z mikroskopu elektronowego

Bakteriofag - Rysunek przedstawiający cały kapsyd białka bakteriofaga MS2

Bakteriofag - Fag wstrzykujący swój materiał genetyczny do wnętrza komórki bakterii

Bakteriofag T7 - Struktura

Bakteriofag - Wykonanie artystyczne - (09-04-2019)
 
 
 
Bakteriofag - Synechococcus S-PM2 - Obraz z mikroskopu elektronowegoBakteriofag P2 - Obraz z mikroskopu elektronowegoBakteriofag - Wykonanie artystyczneWirus żywiący się bakteriamiInfekcja w rozdzielczości atomowej - Wirus zbliża się do błony E.coli i oddziałuje z receptoramiLego model - (01-02-2015)

Bakteriofag – Naturalny wróg bakterii w walce z chorobami

Portret Felixa d'Herelle– Felix d’Herelle

 
 
Bakteriofag – Został odkryty ponad 100 lat temu. Na pomysł zastosowania tych naturalnych wrogów bakterii w walce z chorobami wpadł w 1919 r. Felix d’Herelle. Wyniki jego pierwszych prób były obiecujące, ale prace ustały wraz z wynalezieniem antybiotyków. Leki te były tanie i niezwykle skuteczne, więc szybko uznano je za idealne rozwiązanie w walce z chorobami.

Wystarczyło jednak kilkadziesiąt lat nadmiernego, niewłaściwego stosowania antybiotyków, aby pojawiły się bakterie oporne na działanie większości lub nawet wszystkich tych leków. Problem ten ponownie zwrócił uwagę na bakteriofagi.

Jednym z głównych kierunków badań jest wynalezienie terapii skutecznej wobec zakażeń bakteriami z rodzaju Pseudomonas. Które bardzo często wywołują zapalenie płuc, sepsę, infekcje dróg moczowych oraz infekcje ran pooperacyjnych u pacjentów z osłabionym układem odpornościowym. W badaniach mających na celu opracowanie alternatywy dla antybiotyków okazało się, że mieszanka kilku fagów jest zdecydowanie bardziej skuteczna niż jeden tylko wirus infekujący komórki Pseudomonas.

Prof. Rotem Sorek z Wydziału Genetyki Molekularnej Instytutu Naukowego Weizmanna– Prof. Rotem Sorek

 
 
Rotem Sorek, izraelski genetyk z Instytutu Naukowego Weizmanna, badając występujące w glebie bakteriofagi, wpadł na trop wirusowej komunikacji. Odkrył społeczną stronę życia wirusów atakujących bakterie, tzw. bakteriofagów albo krócej fagów. Wirusy te mogą albo trwać w trybie „stand-by”, albo błyskawicznie się namnażać, niszcząc zaatakowaną bakterię i rozsiewając się w poszukiwaniu nowych żywicieli. Do tej pory naukowcy sądzili, że zmiana w dynamice rozwoju jest procesem zależącym tylko od warunków panujących w komórce bakteryjnej.

Tymczasem dr Sorek dowiódł, że wirusy aktywnie „dyskutują” nad swoją strategią. Gdy bakteriofag wnika do bakterii, może powodować uwalnianie cząsteczki białka złożonej z zaledwie sześciu aminokwasów. Jest to wiadomość dla innych wirusów. Im więcej bakterii zaatakowanych, tym więcej białka i tym „głośniejszy” sygnał, że wolnych komórek bakteryjnych jest coraz mniej. Fagi wstrzymują wówczas proces namnażania się i przechodzą do fazy uśpienia.

Ponieważ wirus, który się namnaża, doprowadza do rozpadu komórki bakteryjnej, a wiriony potomne uwalniane są do środowiska. To w sytuacji gdy gospodarza jest mało, wirus przestaje infekować i oszczędza.

Prof. Bonnie Bassler - W swoim gabinecieProf. Bonnie Bassler - Wykład na temat komunikacji bakterii– Prof. Bonnie Bassler

 
 
Białko, które zmienia strategię faga, nazwano arbitrium i jak sam jego odkrywca przyznaje, jest to spora rewolucja w wirusologii. Ruszyły badania poszukujące arbitrium w środowisku. Wiadomo już, że to białko produkuje co najmniej kilkanaście innych fagów. Każdy z nich prawdopodobnie „mówi” we własnym języku, zatem rozmowa może toczyć się jedynie wśród najbliższych krewnych.

Fagi potrafią natomiast podsłuchiwać informacje przekazywane sobie przez ich ofiary. Biolożka molekularna prof. Bonnie Bassler z Uniwersytetu Princeton odkryła, że wirusy wykorzystują sygnały chemiczne uwalniane przez bakterie, aby wybrać najlepszy moment do namnażania oraz unicestwiania żywiciela. Naturalne zdolności do molekularnego szpiegostwa odkryto m. in. u fagów, które zakażają przecinkowce wywołujące cholerę.

To wielka szansa na skuteczną walkę z patogenami. Prof. Bassler – wykorzystując metody biotechnologiistworzyła fagi, które potrafią podsłuchiwać groźne dla zdrowia bakterie Escherichia coli i Salmonella typhimurium. To pierwszy krok do uzyskania zaprogramowanych zabójców dowolnie wybranego gatunku mikroba. Z kolei dr Sorek ma inny pomysł: Gdyby udało się metodami inżynierii genetycznej wprowadzić system produkujący arbitrium do ludzkich wirusów. Takich jak HIV, czy wirus opryszczki, które wiele lat potrafią trwać ukryte w komórkach. To cząsteczka wywołująca tryb „uśpienia”, stałaby się nową terapią na te choroby. Pomimo dekad badań leków przeciwwirusowych, wciąż mamy ich bardzo mało.

Dystrofia mięśniowa – Jest skutkiem osłabionych mięśni

Dystrofia mięśniowa - Dziecko z fundacji Make A Wish

Dystrofia mięśniowa - National Poster Child of the Year

Dystrofia mięśniowa - Cleveland, Ohio, USA

Dystrofia mięśniowa - Budynek federalny Cleveland, Ohio
 
 
 
Dystrofia mięśniowa Duchenne'aPodawanie komórek macierzystychZdjęcie Defense.govDuchenne muscular dystrophy

Dystrofia mięśniowa – Jest skutkiem osłabionych mięśni

Dystrofia mięśniowa – Choroba ta jest skutkiem osłabionych mięśni i nie ma nic wspólnego z uszkodzeniem układu nerwowego. Istnieje 25% szans, że dziecko przejmie dystrofię mięśniową od rodziców. Pewne jest jednak to, że problem tkwi w samych komórkach mięśniowych. Ciało chorego nie jest w stanie wyprodukować dystrofin białkowych, bez których nasze mięśnie nie mogą pracować. Istnieją dwa rodzaje dystrofii. Ta cięższa to dystrofia Duchenne’a, która objawia się zarówno u dorosłych, jak i u dzieci. Chorzy chłopcy szybko kończą na wózku, pogarsza się również praca ich serca i płuc. Maksymalna długość życia z chorobą wynosi 20 lat.

Drugi typ dystrofii to tzw. dystrofia Beckera. Objawia się ona u chorych nieco później, na ogół po 10 roku życia. Do pierwszych objawów tego rodzaju dystrofii należą osłabienie mięśni łydek, miednicy czy ud. Naukowcy ostrzegają, że 30% chorych nie zachorowało z przyczyn genetycznych , ale ich chromosom zaatakowała nowa mutacja.

Zespół Downa – Chromosomalna wada wrodzona

Zespół Downa - Aktorzy Blue Apple Theater Hamlet

Zespół Downa - Prezenty charytatywne dla dzieci chorych na raka, fundacji Vanessa Isabel

Zespół Downa - 2019

Zespół Downa - Trisomia

Zespół Downa - Siłacz
 
 
 
Zespół Downa - Radość z pracyPianistkaMarch for Life 2019Niemowlę z zespołem DownaWilliam i Tommy Jessop

Zespół Downa – Chromosomalna wada wrodzona

Zespół Downa – To najczęściej występujący chromosomalny zespół wad wrodzonych. Do którego dochodzi zaraz po zapłodnieniu, kiedy to w pierwszej komórce pojawia się jeden dodatkowy chromosom. Każda zdrowa komórka ludzkiego ciała zawiera 46 chromosomów występujących w 23 parach. W przypadku zespołu Downa dochodzi do anomalii polegającej na tym, że każda komórka zawiera w sobie trzy chromosomy 21, zamiast dwóch. To właśnie dlatego inna nazwa tej choroby to trisomia (potrojenie) chromosomu 21. Jedynie u 4% chorych dochodzi to tzw. translokacji (przemieszczenia), w wyniku którego zbędna część chromosomu 21. przyłącza się do innego chromosomu.

Wystąpienie tej choroby jest uważane za genetyczną loterię, a naukowcom wciąż jeszcze nie udało się zbadać przyczyny mutacji. Dzieci z zespołem Downa mają charakterystyczne rysy twarzy – skośne oczy. Silniejszą budowę ciała oraz płaską zaokrągloną twarz. Często mają też silniejszą tendencję do chorób sercowo-naczyniowych. 3-5 razy częściej chorują również na Alzheimera.

Czynnikiem ryzyka jest wiek rodziców – u matek wyższy niż 35 lat, u ojców niż 50. 92% płodów dotkniętych tą chorobą jest w Europie poddawanych aborcji.

Sekrety roślin zimozielonych – Zachowują aktywność metaboliczną

Sekrety roślin zimozielonych - Drzewo porażone JemiołąSekrety roślin zimozielonych - Wejście do Zamku, MalborkSekrety roślin zimozielonych - Bluszcz pospolity (Hedera helix) - Ogród Botaniczny Uniwersytetu WrocławskiegoSekrety roślin zimozielonych - Ostrokrzew podczas zimySekrety roślin zimozielonych - Plantacja Ostrokrzewów (Ilex aquifolia)
 
 
 
Sekrety roślin zimozielonych - Ostrokrzewy (Ilex aquifolia) wzdłuż Westside Linear TrailOstrokrzew (Ilex aquifolia) - (24-01-2018)Borówka brusznica (Vaccinium vitis-idaea)Agrest porzeczka (Ribes viburnifolium) - Ogród Botaniczny w El Chorro Regional ParkAgrest porzeczka (Ribes viburnifolium) - University of California - UC Davis Arboretum

Sekrety roślin zimozielonych – Zachowują aktywność metaboliczną

Sekrety roślin zimozielonych – Zachowują aktywność metaboliczną – Dostosowując ją do warunków zimowych. Robią to m.in. zapobiegając tworzeniu się wewnątrzkomórkowych kryształów lodu. W przetrwaniu trudnych warunków pomaga im również specyficzna budowa.
Szpilki drzew iglastych są wąskie, co zmniejsza powierzchnię parowania i zabezpiecza przed utratą wody. U drzew tych szpilki pokryte są grubą warstwą woskowanej skórki, a pąki oblepione grubymi łupinami. Sprawia to, że iglaki są w stanie przetrwać nawet najsilniejsze mrozy.
Zielone zimą pozostają również m.in. mchy, widłaki i niektóre krzewy, na przykład rododendrony. Liście tych ostatnich okryte są specjalną warstwą ochronną, a dodatkowo w mroźne i słoneczne dni zwijają się albo zmieniają ustawienie z poziomego na pionowe. Ogranicza to ilość docierającego do nich światła. Dzięki temu zmniejsza się ich powierzchnia parowania, a roślina chroni się przed utratą wilgoci.

Hodowle komórek HeLa – Rekord biologii komórkowej

Hodowle komórek HeLa - Multifotonowe fluorescencyjne zdjęcie komórek HeLaHodowle komórek HeLa - Multifotonowe fluorescencyjne zdjęcie komórek HeLa z cytoszkieletami i DNAHodowle komórek HeLa - Skan z mikrografu elektronowegoHodowle komórek HeLa - 6.10.2015Komórki HeLa zabarwione

 

Wyhodowane komórki HeLa - Skan z mikrografu elektronowego właśnie podzielonej komórkiMultikolorowe fluorescencyjne zdjęcie żywej komórki HeLa - 1.10.2014Multikolorowe fluorescencyjne zdjęcie żywych komórek HeLa - 1.10.2014Wyhodowane komórki HeLa - 27.11.2011Multifotonowe fluorescencyjne zdjęcie komórek HeLa

Hodowle komórek HeLa – Rekord biologii komórkowej

Hodowle komórek HeLa – Stanowią rekord biologii komórkowej. Od blisko siedmiu dekad są wykorzystywane przez naukowców na całym świecie. Pochodzą one od Henrietty Lacks, pacjentki która w 1951 r. zmarła na nowotwór szyjki macicy. Komórki nowotworowe, które pobrano od bez jej zgody i wiedzy. Przebadał je George Otto Gey, badacz ze szpitala Johns Hopkins.
Odkrył, że komórki dzielą się niezwykle sprawnie i nie umierają. Nauka wcześniej nie miała do dyspozycji takiego materiału.

Nieśmiertelne komórki służą do badań nad nowymi lekami i szczepionkami.

Wysłano je w kosmos (by sprawdzić czy niska grawitacja nie uszkodzi ludzkich tkanek) i pomagały w mapowaniu genów. Szacuje się, że wszystkie komórki HeLa, które wyprodukowano w laboratoriach, ważą łącznie kilkadziesiąt tysięcy ton.
O wiele więcej niż Henrietta Lacks, o której przez wiele dziesięcioleci niemal zupełnie zapomniano.

Łańcuch DNA – Drabiny z milionami szczebli

Łańcuch DNA – Drabiny z milionami szczebli

Łańcuch DNA – Drabiny z milionami szczebli

Łańcuch DNA – Drabiny z milionami szczebli – Nici DNA przypominają spiralnie skręcone drabinki z milionami szczebelków, każdy z nich jest nośnikiem instrukcji zapisanych za pomocą chemicznego kodu. Gdyby udało się rozplątać i rozciągnąć łańcuch DNA z jednej komórki ludzkiej, mierzyłby ok. 2 metrów, jego grubość wyniosłaby jednak ok. 0,000002 mm. Łańcuch DNA z organizmu jednego człowieka jest 16 razy dłuższy niż droga z Ziemi na Księżyc.

Rodzaje DNA – Różnica pomiędzy 2 typami DNA

Rodzaje DNA – Różnica pomiędzy 2 typami DNARodzaje DNA – Różnica pomiędzy 2 typami DNA

Rodzaje DNA – Różnica pomiędzy 2 typami DNA

Rodzaje DNA – Różnica pomiędzy 2 typami DNA:

  • Jądrowe DNA, jądro każdej komórki ludzkiego organizmu zawiera ok. 20-25 tys. genów. Po śmierci swojego gospodarza, natychmiast ulegają degradacji.
  • Mitochondrialne DNA (mtDNA), zawiera tylko 37 genów. Podczas badań, naukowcy używają mtDNA, które jest odziedziczone tylko po matce, zachowuje stosunkowo wysoką odporność na wpływ doboru płciowego, jednak, jest to częsta mutacja.

Bakterie ludzkiego ciała – Układu trawiennego i skóry

Bakterie ludzkiego ciała – Jelito grube

Bakterie ludzkiego ciała – Układu trawiennego i skóry

Bakterie ludzkiego ciała – Układu trawiennego i skóry – Łączna waga bakterii żyjących w ludzkim układzie pokarmowym wynosi ok. 1,5 kg. W jelicie grubym mamy 100 bilionów mikroorganizmów – 10 razy więcej niż liczba wszystkich komórek w ciele. Są one podzielone na około 400 gatunków.

Badania wykazały, że zmiany liczby i gatunków bakterii w jelitach mają negatywny wpływ na psychikę pacjentów. Według specjalistów flora bakteryjna może być odpowiedzialna nie tylko za depresję, ale za objawy depresji.

Na jednym cm kwadratowym skóry łokcia. Pozostaje średnio 10 tys. bakterii – 113 różnych gatunków, ale ponad 90% z nich to 10. Najmniej bakterii na ludzkiej skórze znaleziono między palcami. Największym ich siedliskiem jest pępek.

Aktywność umysłowa starszego wieku – Liczba neuronów

Aktywność umysłowa starszego wieku – Waga mózgu z wiekiem

Aktywność umysłowa starszego wieku – Liczba neuronów

Aktywność umysłowa starszego wieku – Liczba neuronów – Obniżenie aktywności umysłowej w podeszłym wieku przypisywano, malejącej liczbie komórek mózgowych. Jednak neurolodzy z Uniwersytetu w Bostonie i Uniwersytetu w Waszyngtonie udowodnili, że z 10 miliardów komórek używanych podczas myślenia. Prawie wszystkie, są aktywne nawet u 80-latków.

Efekty alkoholizmu – Naprawa uszkodzonych neuronów

Efekty alkoholizmu – Alkoholik na ulicy, Hiszpania

Efekty alkoholizmu – Naprawa uszkodzonych neuronów

Efekty alkoholizmu – Naprawa uszkodzonych neuronów – Naukowcy z Wurzburga w Niemczech stwierdzili, że uszkodzenie komórek mózgu spowodowane nadmiernym spożyciem alkoholu, można naprawić tylko częściowo. Zauważyli, że w interesie alkoholików jest najszybszy powrót do trzeźwości. Dłuższe intensywne picie powoduje, że regeneracja mózgu przebiega z wielkim trudem.