понедельник, 14 февраля 2011 г.

Рак похож на форму жизни, существовавшую миллиард лет назад

Рак напоминает переходную форму жизни между одноклеточными и сложными многоклеточными организмами 

Иногда, оглянувшись назад и охватив взглядом всю картину целиком, можно внести ясность в текущий спор. В нашем случае, в отдаленной перспективе, астробиологи считают, что смогут выяснить происхождение рака.

Астробиологи, работая совместно с онкологами, предположили, что рак имеет сходство с древними формами жизни, процветавшими в период от 600 миллионов до 1 миллиарда лет назад.

Гены, контролирующие поведение этих ранних многоклеточных форм жизни, все еще находятся внутри наших собственных клеток, в то время, как современные их собратья управляют ими и держат их в узде. А когда современный ген дает сбой, то старые механизмы замещают новые, и клетка возвращается к своему изначальному поведению, то есть бесконтрольно растет .

Новая теория, опубликованная в журнале Physical Biology, была выдвинута двумя ведущими фигурами в мировой космологии и астробиологии - Полем Дэвисом (Paul Davies), директором Beyond Center for Fundamental Concepts in Science Государственного университета Аризоны, и Чарльзом Лайнуивером (Charles Lineweaver) из Австралийского национального университета.

В своей статье они предположили, что при более детальном взгляде на рак можно заметить его сходство с ранними формами многоклеточной жизни. “Жизни ‘сложных’ многоклеточных форм, известных нам в настоящее время, т.е. организмов, состоящих из разных групп клеток, выполняющих различающиеся функции и способных видоизменять отдельные органы, предшествовали колонии эукариотических клеток, в которых межклеточное взаимодействие находилось, фактически,  в зачаточном виде, и состояло из сети ‘липких’ клеток, обменивающихся информацией химическим путем и образующих самоорганизующуюся структуру с довольно умеренным разделением труда”, - пишут они.

Согласно мнению Лайнуивера, рак - это атавизм или, другими словами, возвращение к предыдущему состоянию развития. “В отличии от бактерий и вирусов, рак не имеет способности к развитию новых форм. Фактически, рак проще объяснить, как возврат клеток к образу жизни, который они вели чуть менее миллиарда лет назад, когда человечество было ничто иное, как колонии свободно связанных, лишь частично дифференцированных клеток. Мы думаем, что опухоли, которые развиваются у больных раком сегодня, принимают такую же форму, которую простейшие клеточные структуры создавали более миллиарда лет назад.” - говорит он.

В известном смысле, гены, которые управляли этой ранней многоклеточной формой жизни сродни ‘безопасному режиму’  компьютерной операционной системы. И когда случаются сбои или мутации у современных генов, управляющих специализацией клетки и ее взаимодействием с сегодняшними, сложными формами жизни, тогда их замещает старая программа.

Одним из доказательств в поддержку этой теории является то, что рак возникает, поистине, у всех многоклеточных, кром, за выдающимся исключением, только довольно странных животных - голых землекопов. “Эта, практически полная вездесущность, свидетельствует о том, что механизмы рака уходят корнями глубоко в прошлое эволюции, догадка, поддерживаемая, как палеонтологами, так и генетиками” - пишут они.

Их понятие контрастирует с превалирующей теорией, утверждающей, что раковые клетки - это ‘клетки-паразиты’ , которые очень быстро развиваются внутри организма и преодолевают защитные порядки ‘нормальных’  клеток. Однако Дэвис и Лайнуивер указали, что раковые клетки - это высокоорганизованная структура, т.к. они могут соперничать с ‘клетками-хозяевами’. Наличие такой сложной структуры позволяет предположить схожесть с ранними многоклеточными.

Они также указали, что множество защитных механизмов рака прогнозируемо, и маловероятно, что они возникают спонтанно в процессе эволюции внутри отдельных организмов в такой согласованной последовательности.

Хорошая новость в том, что это значит борьба с раком не обязательно такая сложная вещь, как борьба с к ‘клетками-паразитами’ , изобретающими новые, оригинальные методы защиты внутри организма. Взамен этого, из-за того, что рак опирается на механизмы, которые эволюционировали таким же образом, что и ранние формы жизни, мы можем предположить, что он останется предсказуемым и далее, и маловероятно, что болезнь, будучи восприимчивой к лечению, сэволюционирует, с целью обойти его (лечение).

“Если рак такой чудовищно сложный и разнообразный, как добиться прогресса в попытке управления им? В случае же, если гипотеза атавизма верна, появляются новые причины для оптимизма.” - пишут они.

“Предложенный набор ‘Метазоа 2.0’ хоть и тоже, признаться,  не простой, но тем не менее является постоянным и конечным свойством многоклеточных форм жизни. Количество инструментов в наборе не бесконечно. Чему ‘научится’ одна болезнь не может быть передано следующим поколениям рака у других пациентов. Рак не собирается никуда эволюционировать, он просто начинает каждый раз все сначала, у каждого следующего больного заново.”

Они также предложили, что поиски новых методов лечения могли бы быть сконцентрированны на развитии существующих механизмов клеточного регулирования, с целью держать эти древние гены в узде.

Статья доступна онлайн на сайте Physical Biology.

среда, 2 февраля 2011 г.

Воспоминания о катастрофе "Челленджера" все еще не дают NASA спать спокойно

В конце января весь мир вспоминал погибших астронавтов, жизни которых унесли страшные катострофы: 28 января 1986 года - шаттла "Челленджер" и 27 января 2003 "Колумбии". 

Астронавты экипажа шаттла "Челленджер" дают нтервью журналистам перед отправкой на стартовую площадку для тренировки перед их трагическим полетом. Фото: Michael R. Brown, FLORIDA TODAY 1986
Катастрофу  “Челленджера” в 1986 можно было бы предотвратить, так же, как и произошедшую 17 лет спустя трагедию с шаттлом “Колумбия”. Это “неудобная правда” с которой NASA приходится жить и сейчас. Сигналы о неисправностях оборудования были задолго до обоих фатальных полетов.

Где то недосмотрели, где то недооценили, где то что-то усовершенствовали ради сокращения расходов – все делалось только из лучших побуждений, но неожиданно последствия оказались губительны. NASA отремонтировали оборудование, подлатали задетую гордость, попытались восстановить пошатнувшуюся репутацию. И вот, солдат снова в строю.

Катастрофа “Челленджера”, снятая любительской камерой

То упорство и та самоотверженность, которые пришлось проявить в те чудовищно трудные времена – это главное наследие, оставшееся после катастроф “Челленджера” и “Колумбии”, урок, который NASA необходимо заново прочувствовать, находясь перед фактом завершения в этом году программы полетов “шаттлов” и началом неопределенного будущего.

Стивен Маколифф, чья жена, учительница Криста Маколифф была среди погибших на борту “Челленджера”, как-то выразился: “Ординарные люди могут совершать экстраординарные поступки, когда они остаются верны себе и своим мечтам, невзирая на то, куда они могут их завести.”

Криста Маколифф полетела в качестве участника образовательной инициативы NASA, – "Учитель в космосе". И хотя, на этом, все подобные программы были свернуты, в результате был создан частный фонд – "Челленджер-центр космической науки и образования" (Challenger Center for Space Science Eduction), и в конечном счете,  учителя, проходившие подготовку по программе, были включены в число астронавтов NASA.

“Детям предоставлялась возможность увидеть, что делают взрослые в самых трудных ситуациях” – сказала Барбара Морган, которая тренировалась в качестве замены Кристе Маколифф, и позже стала астронавтом. "Что было действительно важно для детей, я думаю, так это наблюдать, как мы находим неисправность, устраняем ее и продолжаем двигаться дальше. Таким образом, мы даем нашему молодому поколению дорогу в будущее", - сообщила Морган в интервью "Discovery News" перед полетом 2007 года. "Я чувствую, что это очень важно сегодня, и буду так думать всегда".


"За достижение великих целей иногда приходится заплатить великую цену", - сказал президент Барак Обама в своем заявлении, посвященном авариям - "Челленджера" 28 января 1986 года, "Колумбии" 27 января 2003 и "Аполлона-1" в 1967.  "Не смотря на трудности, стоящие перед нами сегодня, давайте примем на себя обязательства - не сдаваться и продолжить их доблестный путь к еще более полному жизни и безопасному будущему".

Помимо Маколифф, экипаж "Челленджера" включал в себя командира корабля Фрэнсиса Дика Скоби, пилота Майкла Смита, астронавтов Роальда Макнейра,  Джудит Резник, Эллисон Онизука и инженера-исследователя Грегори Брюса Джарвиса, который работал в корпорации "Хьюс Эйркрафт" (Hughes Aircraft Co). Шаттл был разрушен через 73 секунды после пуска из-за поломки твердо-топливного ускорителя, которая вызвала взрыв топливного бака корабля. Это был 25-й полет шаттлов...

пятница, 28 января 2011 г.

Дымящийся пистолет, как свидетельство крупнейшего вымирания на Земле



Происхождение и эволюция жизни
_________________________________________
Резюме: Новое исследование показывает, что массовые извержения вулканов, возможно, сыграли роль в одном из крупнейших событий по уничтожению всего живого на Земле. Много теорий было выдвинуто о причинах вымирания в Пермский период, но теперь ученые, возможно, нашли ответ.

Д-р Стивен Грасби на озере Бьюкенен , остров Аксель Хейберг, Нунавут, где недавнее открытие слоев каменноугольной золы предоставляет первое прямое доказательство обширных угольных пожаров во время вымирания конца пермского периода. Фото: Предоставлено Университетом Калгари
Около 250 миллионов лет назад, около 95 процентов морских живых существ было уничтожено, и почти 70 процентов живущих на земле. Исследователи из Университета Калгари уверены, что они обнаружили доказательство в поддержку теории массивных вулканических извержений, испепеливших значительные объемы каменного угля и превратившие их в дымовые облака, которые оказали широкое воздействие на мировой океан.
"Это, буквально, может быть тем дымящимся пистолетом, который объясняет вымирание конца пермского периода", говорит д-р Стив Грасби, адъюнкт-профессор в Департаменте наук о Земле Университета Калгари и ученый-исследователь в Министерстве природных ресурсов Канады.

Грасби с коллегами обнаружили отложения угольной золы в скальных породах, относящихся к периоду вымирания в районе верхних арктических широт Канады, что дает первое прямое доказательство в поддержку данной версии и опубликовали свои выводы в Nature Geoscience.

В отличие от конца эры 
динозавров , 65 миллионов лет назад, где существует распространенное мнение, что воздействие метеорита, по крайней мере было частичной причиной данного события, пока неясно, что вызвало вымирание в конце пермского периода. Предыдущие исследователи полагают, массивные вулканические извержения через угольных пластов в Сибири будет генерировать значительную парниковых газов, вызывающих убежать глобального потепления.

"Наши исследования впервые предоставили прямые доказательства массовых извержений вулканов - самых крупных в мировой истории, ставших причиной сжигания огромного количества каменного угля, что говорит в поддержку версии образования огромного количества 
парниковых газов в то время", говорит Грасби.


Слева - частица угольной золы с озера Бьюкенен, Нунавут - относится ко времени на рубеже вымирания в конце пермского периода. Справа - частица с современной угольной электро-станции. Фото: Хамед Саней, NRCan / Университет Калгари
На момент исчезновения, Земля состояла из одного большого массива суши - суперконтинента, известного, как Пангея. Окружающий пейзаж менялся от пустыни до дремучего леса. Позвоночные с четырьмя конечностями становятся все более разнообразными и среди них появляются примитивные амфибии, первые рептилии и звероподобные: группа, в которую в один прекрасный день, включат млекопитающих.

Места остатков вулканических извержений, известных как 
Сибирские траппы , найдены в настоящее время на севере России, в окрестностях сибирского города Тура, а также вокруг таких городов, как - Якутск, Норильск и Иркутск. Они занимают площадь чуть меньше двух миллионов квадратных километров, что больше чем территория всей Европы. Выбросы вулканического пепла распространились в регионы, и в настоящее время были найдены в арктических районах Канады в виде слоев отложений угольной золы.

Грасби изучал найденные пласты совместно с доктором Бенуа Бошаном, профессором кафедры наук о Земле в университете Калгари.
Исследователи проходят по породам, которые образовались вскоре после крупнейшего вымирания в истории Земли, на берегу озера Бьюкенен, остров Аксель Хейберг , Нунавут. Фото:Steve Грасби, Университета Калгари / NRCan
Они призвали доктора Хамеда Саней, адъюнкт-профессор Университета Калгари и научного сотрудника NRCan, взглянуть на некоторые странные органические отложения, которые они обнаружили.

"Мы осмотрели породу, богатую органикой, и Хамед сразу определил, что это отложения каменно-угольной золы, в точности похожие на те, которые производятся на современных 
угольных электростанциях ",- говорит Бошан.

Саней добавляет: "Наше открытие дает первое прямое подтверждение наличия угольной золы во время того периода вымирания, чего раньше не было."

Зола, полагают авторы , возможно, еще добавила проблем нашей планете, которая и так уже перегревалась, а ее океаны начинает задыхаться из-за снижения уровня 
кислорода.

"Это было действительно плохое время на Земле. В дополнение к вулканам, которые вызвали пожары среди залежей каменного угля, извергаемая зола была высоко токсична, и она осела на землю и воду, потенциально способствуя самому масштабному
вымиранию в истории планеты", - говорит Грасби.

Разнообразие форм жизни, которые мы видим на Земле сегодня, является результатом многих факторов - от генетики до 
воздействий на окружающую среду . Понимание того, как и почему произошли массовые вымирания на Земле, имеет важное значение для астробиологов, пытающихся понять процессы развития жизни с течением времени. Эти исследования также могут дать информацию о связи между биосферой и климатом Земли, и действительно ли подобные массовые вымирания могут вновь случиться в будущем .

***
Original  article: http://www.astrobio.net/pressrelease/3752/the-smoking-gun-for-earths-biggest-extinction