Sistemska biologija ali biologija sistemov

Prostodušno priznam svojo težavo, da sem hitro negotov pri presoji, ali pravilno uporabljam slovenščino, ko sem npr. soočen z jezikovno dilemo. Koga naj krivim: ali dejstvo, da sem odraščal v bilingvalnem okolju, ali da sem se kasneje, ob učenju tujih jezikov, premočno prepustil njihovim vplivom. Kakorkoli, tudi danes zelo rad vidim, da mi moje besedovanje kritično pregleda nekdo z bolj izostrenim čutom za slovenski jezik.

Tako sem nedavno ostal v zadregi, kako naj pravilno prevedem angleški pojem »systems biology«. Naj na tem primeru prikažem kako sem se lotil problema. Vsaj dve rešitvi sem videl: »sistemska biologija« in »biologija sistemov«, pri čemer sem se bolj ogreval za prvo. Moj prvi korak pri razreševanju dileme je bil skok na spletno stran terminološke komisije Slovenskega biokemijskega društva, kamor se pogosto zatekam, saj cenim njihovo delo. Slovar, ki tam nastaja je svetoval uporabo »biologija sistemov«, vendar me ni prepričal. Nadaljeval sem iskanje po spletu. Najprej sem se ustavil na strani Institute for Systems Biology in poiskal njihovo definicijo:
»Systems biology is the study of an organism, viewed as an integrated and interacting network of genes, proteins and biochemical reactions which give rise to life. Instead of analyzing individual components or aspects of the organism, such as sugar metabolism or a cell nucleus, systems biologists focus on all the components and the interactions among them, all as part of one system. These interactions are ultimately responsible for an organism´s form and functions«.
Ker je najdeno nekako pritrjevalo moji predstavi, da bi bilo bolje govoriti o sistemski biologiji, sem iskal dalje. V iskalec najdi.si sem vnesel obe možnosti: prva je dala 24 zadetkov, druga pa le 8. In prav pri tem iskanju sem naletel tudi na članek prof. Komela z naslovom Funkcijska genomika in sistemska biologija (v polnem tekstu!), ki me je utrdil v misli, da sem na pravi poti.

Nisem še odnehal, preskusil sem še neko drugo sintagmo, ki je veliko dlje v rabi, to je pojem »sistemska teorija«, kot mi je odzvanjal v ušesu v tej obliki. Zopet sem v najdi.si permutiral besedi in rezultat: »sistemska teorija« = 316 zadetkov in »teorija sistemov« =1242 zadetkov. Za prvi pojem imamo v slovenščini npr. knjigo v prevodu npr. H. Willke: Sistemska teorija razvitih družb. Vendar tudi za drugi pojem sem našel knjigo, namreč Svečkovo Teorijo sistemov. Hudo(!), postal sem zopet negotov.
Iskanje sintagme sistemska biologija sem ponovil še z Googlom: prva oblika je dala 29 zadetkov, druga samo enega (in to stran SBD!). Razlika z najdi.si je nastala zaradi zadetkov iz hrvaškega jezikovnega prostora, ki tudi imajo pojem »sistemska teorija.

Mimogrede: pri tem iskanju sem naletel tudi na podatek, da je eden pionirjev sistemske biologije v svetu Slovenec Matej Orešič, ki trenutno dela v VTT na Finskem ( 1 in 2 in 3 in 4 in 5 ) , o čemer je pred časom poročala tudi revija Finance.

Kako bom ravnal: zaenkrat bom uporabljal sintagmo sistemska biologija, bi pa bil vesel vsakega nasveta, kako (predvsem pa zakaj) bi bilo bolje drugače.

Vrhunska infrastruktura za metagenomiko

Obeta se nam nov in zmogljiv računalniški center, ki bo ciljno namenjen določitvi genetske kode mikrobnih združb svetovnih oceanov. Projekt bo vodil oddelek  na California Institute for Telecommunications and Information Technology (Calit2) iz sklopa kalifornijske univerze iz San Diega (UCSD). Izveden pa bo v sodelovanju z inštitutom J. Craig Venter (Venter Institute) iz Rockvilla in UCSD centrom CEOA na inštitutu Scripps za oceanografijo. Že nekaj časa vemo, da Craig Venter zbira v svetovnih morjih vzorce mikrobnih združb in da v povezavi s DOE Joint Genome Institutom in s Scripps Genome Center teče sekvenciranje in anotiranje zbranega dednega materiala. Zdaj pa bo ob pomoči državnih sredstev in donacije The Gordon and Betty Moore Foundation nastala računalniška infrastruktura CAMERA (Community Cyberinfrastructure for Advanced Marine Microbial Ecology Research and Analysis). CAMERA bo namenjena raziskavam metagenomike – vrednotenju mikrobnih genskih podatkov ob upoštevanju ekoloških kot tudi fizikalnih in kemijskih pogojev v vzorčevanih okoljih.

Mikrobiološke baze

Dr. Josef Koenig je uredil spisek podatkovnih baz s področij medicine in molekularne biologije (povzeto po P. Suberju). Med njimi je tudi obsežen nabor podatkovnih zbirk za mikrobiologijo.  

Mikrobiološki podkast

The American Society for Microbiology (ASM) je največje samostojno društvo v vedah o življenju, s preko 42.000 člani po svetu. Poslanstvo ASM  je promocija raziskovanja in izobraževanja v mikrobioloških vedah in podpira povezovanje med znanostjo, politiko in javnostjo v skrbi za zdravje, okolje in gospodarski napredek. V funkciji izobraževanja in osveščanja javnosti je društvo prisotno na spletu z več oblikami sporočanja; med najpopularnejšimi je splet Microbial World. V ZDA je mogoče na nacionalni radijski mreži spremljati tudi dnevne aktualne novice iz mikrobiologije kot t. i.  MicrobeWorld Radio. Te dnevne novice so zdaj s pomočjo Microbial World spleta ponujene tudi kot »podcast«. Potrebno je zgolj, da v svoj predvajalnik podkastov (najverjetneje bo to iTunes) vnesete URL http://feeds.feedburner.com/microbeworld. Če novic ne boste poslušali takoj pa jih boste prenesli na svoj mp3 predvajalnik in jim prisluhnili ob prvi priložnosti.  

Množica bakterij v želodcu

Dr. David Relman, profesor medicine in mikrobiologije na Stanford's School of Medicine priznava, da ga je najdba DNA dokaza o bogatem naboru bakterijskih vrst v želodcu pri človeku, govora je o preko 100 različnih vrstah, presenetila. Želodec zaradi hitre pasaže hrane in izjemno nizke vrednosti pH njegove vsebine velja za izrazito negostoljubno okolje za mikroorganizme. Raziskovalci na Stanfordu pa so v biopsijskih vzorcih želodčnega tkiva pri 23 osebah na osnovi DNA ugotovili prisotnost vsaj 128 različnih vrst bakterij. Torej ne gre zgolj za bakterijo, ki je zaradi Nobelove nagrade za medicino za leto 2005 njenima odkriteljema Marshallu in Warrenu znova našla mesto v stolpcih svetovnih časnikov. Mislimo na   Helicobacter pylori  . Ne, v želodcu je bilo najdenih preko sto še drugih bakterijskih vrst med njimi tudi tako trdoživih, kot jih sicer lahko najdemo v radioaktivnih odpadkih. Taki so npr. deinokokih, mikroorganizmih z izjemno sposobnostjo popravljanja z ionizirnim sevanjem poškodovane DNA (  Deinococcus radiodurans  ), kar jim omogoča preživetje tudi v radioaktivnem okolju  in katerih DNA sledove so tudi našli v želodčnih vzorcih.    

Periodni sistem

Najbrž ste na spletu že izbrali stran z vašo najbolj priljubljeno tabelo periodnega sistema kemijskih elementov, saj jih je na voljo veliko. Če vas še mika brskati za kakšnim novim dizajnom, najdete spisek povezav na strani, ki jo je pripravil servis Infobroker.ch.  Obsežen nabor, v glavnem nemških strani, pa najdete tudi >tukaj.

Mravlje izkoriščajo bakterije

Znano je, da nekatere mravlje vzdržujejo za svoje prehranske potrebe prave »vrtove« glivnih kolonij, ki pa so lahko žrtev parazitskega pustošenja. Mravlje imajo proti temu učinkovito orožje, kot razkriva nedavna študija iz skupine Camerona Currieja iz Univerze Wisconsin, objavljena v reviji Science.  Raziskovalci poročajo, da mravlje vzdržujejo v posebnih votlinicah na svojih telesih bakterije, ki jih hranijo z žleznimi izločki. V simbiontski povezanosti treh partnerjev: mravelj, gliv in bakterij, slednje omejujejo s proizvodnjo antibiotskih snovi četrtega vsiljivca, parazite glivnih nasadov. Model predstavlja za raziskovalce prvovrsten izziv ne zgolj zaradi pojasnjevanja mutualističnih odnosov med udeleženimi organizemskimi skupinami, ampak ponuja v nadaljevanju tudi možnost preučevanja, kako se je v tem naravno vzpostavljenem odnosu kontrole mikrobne rasti bilo mogoče izogniti pojavljanju antibiotske rezistence.

Laboratorijska varnost

Na vsak način pa bi vam priporočil, da si pogledate video tečaj laboratorijske varnosti v kemijskem laboratoriju, ki so ga pripravili na Oddelku za kemijo kanadske Univerze McMaster. Pravzaprav me je nanj napotil blog KeBio3, zadevo sem si ogledal in res jo priporočam. Sicer pa na njihovi spletni strani o zdravju in varnosti najdete povezave še do drugih koristnih strani z nasveti.  

Ptičja gripa tokrat drugače

O »mashupu« pišem drugje. Tukaj pa naj povem, da na naslovu avian flu najdete mashup aplikacijo Gogglovega zemljevida Earth, kjer so označeni izbruhi ptičje gripe (virus H5N1) pri ljudeh in živalih v zadnjih dveh letih. Aplikacijo so pripravili pri reviji Nature (o tem pišejo v svoji prvi letošnji številki 5. januarja in tudi objavljajo v svojem podcastu).

Preiskovanje bioloških podatkovnih zbirk

D. Yvonne Jones nam v svojem članku, objavljenem v reviji ISTL (Issues in Science and Technology Librarianship) ponuja izkušnjo o učinkovitosti preiskovanja pomembnejših bioloških podatkovnih baz. Nasvet je uporaben  zlasti, če ni na voljo kompleksnejšega vira indeksiranih objav oz. profesionalnega servisa za rešerširanje. Uporabila je nekatere pogostejše baze, ki so tudi spletno dostopne (nekatere morda ob potrebni začasni registraciji!): ArticleFirst, BasicBIOSIS, Google Scholar, ECO, HighWire, MEDLINE,  ProQuest, SciFinder Scholar, WilsonWeb in  jih primerjala z iskanjem v BIOSIS Previews za katero je predpostavila, da je najrelevantnejša, ker gre za komercialno bazo iz hiše Thomson. Za iskalno strategijo priporoča preiskovanje z bazo Article First, dopolnjeno z ECO ali HighWire, dodatno pa s SciFinder Scholar, ki dodaja pomembne zadetke (zlasti ko gre za kemijske podatke). Presenetljivo učinkovito je bilo iskanje z Google Scholar servisom, ki je tudi prikazal največ člankov, ki jih ni zajelo preiskovanje BIOSIS baze.

Čudovito...

Tale slika je izjemna; mimogrede: je letošnja zmagovalka tekmovanja, ki ga vsako leto razpisuje WildBird Magazine.

O inteligentnem načrtu

O inteligentnem načrtu (o posebni obliki oživljanja kreacionističnega nauka), ste lahko tokrat prebrali tudi v Sobotni prilogi časnika Delo (članek Smisel smisla smislu smisla izpod peresa Uroša Škerla, 24. 12. 2005). Inteligentni načrt – ID ( po angleškem Intelligent Design) doživlja trenutno v ZDA pravi razcvet in to kot v posmeh v letu, v katerem je ugledna revija Science razglasila kot vrhunski dosežek v znanosti prav napredek v Darwinovem evolucijskem nauku. K sreči je v decembrskih dneh sodna oblast v primeru zahteve šolskih oblasti v kraju Dover (država Pennsilvanija), zavrnila, da bi ob pouku evolucijskega nauka učence učili tudi o ID, saj gre po mnenju sodnika Johna Jonesa III za versko motiviran nauk in ne za znanost. Priporočam pa, da na spletni stran Ayn Rand Institute-a prisluhnete predavanju Keith Lockitcha: Creationism in Camouflage: The "Intelligent Design" Deception (RealAudio® ali Windows Media® Audio).

Vse o gripi

Januarska (2006) številka revije Emerging Infectious Diseases Journal, ki jo izdaja ameriški CDC, je skoraj v celoti namenjena gripi in virusom gripe. Zelo dobrodošlo!  

Prijetne praznike želim

Naj bo današnji vpis namenjen eni sami stvari, namreč dobrim željam. Da svojim  zvestim bralcem zaželim vesel Božič in prijeten skok v novo leto 2006. In da bomo skladni z  blogovsko navado, naj bo kot priporočena božična povezava >tale in za Novo leto >tale.  

Še enkrat o vakcini proti antraksu

Na University of Central Florida v ZDA so v laboratoriju prof. dr. Henryja Daniella uspeli pripraviti učinkovito in varno vakcino proti antraksu, ki so jo pridobili v gensko spremenjeni tobakovi rastlini. S to vakcino je uspelo zavarovati miši, da so nato preživele umetno infekcijo z letalno dozo povzročiteljev antraksa. Ne zgolj varnost vakcine, tudi učinkovitost njene priprave je obetavna stran novega načina proizvodnje. Na enem hektaru bi bilo mogoče pridelati do 900 milijonov doz vakcine. V Daniellovi skupini so vakcinalni gen vnesli v genom kloroplastov tobakove rastline. Po nekajtedenski rasti spremenjene rastline v laboratoriju so izolirali vakcino in jo injicirali mišim. V laboratorijih National Institutes of Health so nato okužili miške z nekajkratno smrtno dozo virulentnih bakterij Bacillus anthracis  in živali so preživele.

Koncept se bistveno razlikuje od nekega drugega poskusa, ki so ga letos predstavili na kongresu Ameriškega mikrobiološkega društva in ki tudi temelji na rastlini kot proizvajalcu zdravila. Dr. Les Baillie iz University of Maryland Biotechnology Institute je v medinštitutski raziskavi predstavil pripravo t. i. »rastlinskih protiteles« (angl. »plantibodies«). V Bailliejevi skupini so najprej izbrali humane celice, ki pri cepljenih ljudeh, zaščitenih proti antraksu, proizvajajo zaščitna protitelesa. Nato so gene, ki kodirajo nastanek protiteles prenesli v rastlinske celice. Zaščitna protitelesa so zdaj proizvedle rastline – iz listov so jih nato izolirali in preskusili njihovo zaščitno moč na poskusnih miših. Protitelesa iz rastlin so bila enako učinkovita kot humana protitelesa imuniziranih ljudi. Takšna protitelesa lahko uporabimo preventivno pred infekcijo ali pa po infekciji kot zdravilo.

Vlaknina ne varuje pred rakom

Pojavili so se dvomi v splošno prepričanje, da vključevanje vlaknine v živila zmanjšuje riziko raka na debelem črevesu. Meta študija opravljena na Harvard School of Public Health, v kateri so analizirali 13 predhodnih študij s preko 725.000 vključenimi obeh spolov je pokazala, da ta trditev ne drži.  

Metanogeneza na Marsu?

Zanimive najdbe o prisotnosti metana v atmosferi Marsa omogočajo tudi sum o njegovem nastanku v bioloških procesih. Vulkanski, torej geološki izvor metana naj bi spremljala tudi večja koncentracija žveplovega dioksida, če povzamemo pojave na Zemlji. Evropska vesoljska sonda Mars Express je na Marsu ugotovila območja z velikim deležem metan v atmosferi in ta metan bi naj bil sprotnega, torej nedavnega izvora saj sončna svetloba povzroča njegovo razpadanje. To najdbo potrjujejo tudi preiskave z infrardečim teleskopom na Havajih in v Čilu. Istočasno pa s spektroskopskimi raziskavami marsove atmosfere Vladimir Krasnopolsky na University of America v Washington ni mogel ugotoviti žveplovega dioksida na Marsu. Seveda raziskovalci tega še ne morejo uporabiti kot dokaz biogenega izvora metana, pa vendar je možnost, da je v ozadju najdb mikrobno dogajanje veliko bližja. Zlasti še ker tudi najnovejše najdbe metanogenih organizmov v izjemno neprijaznih zemeljskih okoljih podpirajo tako tezo. Tako je Buford Price iz University of California v Berkeleyju našel žive metanogene mikroorganizme v ledu na Grenlandu v globini treh kilometrov, pri čemer je bila na mestu vzorčenja koncentracija metana značilno višja kot v manjši globinah. Pogoje primerljive tem bi bilo povsem mogoče najti tudi na Marsu. Drug primer izolacije metanogenov iz ekstremnih okolij na Zemlji, ki omogočajo primerjavo s pogoji na Marsu pa je uspel skupini Timothyja Krala iz University of Arkansas, ko so našli metanogene arheje v globinskih talnih vzorcih v puščavi v Utahu.      

Pasji genom

Ta teden smo dobili natančen zemljevid genoma psa, tega najzvestejšega človekovega spremljevalca. Izjemna pasemska pestrost, ki odlikuje to živalsko vrsto, bo omogočila, kot pravi prof. Eric Lander iz MIT in Harvarda, enkratno možnost za razumevanje embrionalnega razvoja, nevrobiologije, človeških bolezni in temeljev evolucije. In kljub strošku približno 30 milijonov dolarjev, kolikor je stal projekt, je sekvenčna podatkovna baza, dostopna v odprtem dostopu na več mestih: tukaj, tukaj, tukaj, tukaj in tudi tukaj.  

ASM novice

Iz spletnih novic ASM Weekly Newsdigest povzemam nekaj zanimivosti:
Na Univerzi Texas v Austinu so razvili novo protitelo, učinkovito proti Bacillus anthracis. V poskusih je uspelo poskusne živali zaščititi tudi proti inhalacijskemu antraksu, najresnejši obliki infekcije s to bakterijo.
Raziskovalci na  North Carolina State University College so odkrili v ostrigah nov peptidni antibiotik iz skupine defenzinov.
Kot kaže so v Gabonu odkrili naravni rezervoar smrtonosnega virusa Ebola. To  naj bi bili rastlinojedi netopirji (ti se pretežno prehranjujejo s sadjem) in virus naj v njih ne bi bil trajno prisoten.
Odločitev avtralske firme CSL Ltd, da preneha z izdelavo vakcine proti Q-mrzlici, je naletela na hude kritike v strokovnih krogih. Tudi zato, ker so povzročitelji Q-mrzlice na spisku klic, ki jih potencialno lahko uporabijo bioteroristi.
Iz Howard Hughes Medical Institute (HHMI) sporočajo, da so odkrili gen, ki omogoča mikobakterijam (povzročiteljem tuberkuloze in gobavosti) ustvarjanje biofilmov, kar jim omogoča učinkovito izogibanje pred protimikrobnimi sredstvi.

SDVD

Izkoriščam bralce bloga, zlasti tiste med njimi, ki se ukvarjate z visokošolskim poučevanjem, za aktualno sporočilo:
 
Slovensko društvo za visokošolsko didaktiko (SDVD) organizira zanimivo študijsko srečanje na aktualno temo problemsko naravnanega pouka. Pridite na srečanje (in morda vas zamika tudi, da se včlanite se v naše društvo).
 
Vse pomembne informacije o društvu in napovedanem sestanku najdete na spletni strani: http://www.bfro.uni-lj.si/gost/sdvd/, tako da sledite svežim novicam.