Video: Aivoihin mahtuu 10 kertaa oletettua enemmän muistoja

Video: Aivoihin mahtuu 10 kertaa oletettua enemmän muistoja

Jos pyhien jälkeen tuntuu siltä, että aivot junnaavat, eikä mikään tunnu pysyvän muistissa, niin kannattaa muistaa mitä aivotutkijat sanovat pääkoppamme sisällä olevan harmaan solumassan muistikapasiteetista.

04.01.2017

Aivot tallentavat muistojamme aivoihin siten, että sähköiset impulssit kulkevat hermosolujen, eli neuronien läpi, ja kun  samanlaiset impulssit kulkevat toistuvasti tiettyjä hermoratoja pitkin, saavat ne aikaan sellaisia muutoksia aivoaineessa, että muisto jää talteen.

Yleistäen kyse on siitä, että aivoihin syntyy uusia muistiratoja; lapsilla niitä syntyy helposti, vanhemmilla vaikeammin, ja kaikilla olennaista on se, että muistirataa pitää harjoittaa.

Aivotutkijoiden mukaan aivoissamme on muistia “riittävästi”, ja tietokoneista tuttua muistikapasiteettia tivanneille ei ole ollut antaa tarkkaa vastausta.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen



Toissa vuonna eLifessä julkaistun artikkelin mukaan luku voisi petatavuluokassa, enemmän kuin 1015 tavua.

Kaliforniassa sijaitsevan, aivotutkimukseen erikoistuneen Salk-instituutin tutkijat ovat lähestyneet ongelmaa kartoittamalla tarkasti rotan aivot.

Instituutin tuoreen tiedotteen mukaan he huomasivat, että 10 prosentilla neuroneista oli kaksi synapsia, hermosolun toiseen hermosoluun liittävää kohtaa. 90 prosentilla neuroneista oli vain yksi synapsi.

Aiemmin olelettiin, että suurin osa synapseista oli pieniä, mutta niiden koko vaihtelisi hyvin paljon. 3D-kartoituksen mukaan kokovaihtelu oli paljon pienempää, vain 8 %, mutta synapseja oli kaikkiaan 26 eri tyylistä. Ne vaihtavat myös kokoaan tilanteen mukaan; oheinen video näyttää, miten tutkijoiden mukaan nämä neuronit ja synapsit toimivat.

Nähtävästi hermosolut toimivat yllättäen varsin epäluolettavasti: yhden solun läpi kulkeva signaali jatkaa toisessa eteenpäin vain 10-20 prosentissa tapauksista. Tutkijat ihmettelevätkin miten aivot voivat toimia niin tehokkaasti ja luotettavasti, vaikka sen hermosolut eivät ole lainkaan niin toimintavarmoja.

Salaisuus voi olla siinä, että synapsit mukautuvat koko ajan riippuen siitä, millaisia signaaleita ne saavat. Muutokset tapahtuvat pienissä synapseissa noin 20 minuutin välein ja suuremmissa parin minuutin välein.

Karkeasti arvioiden yksi synapsi vastaa noin 4,7 bitin muistikapasiteettia, joten jos saatua tulosta yleistetään ihmisen aivoihin, tarkoittaisi se sitä, että pääkoppamme sisällä voisi olla tuo yksi petatavullinen muistikapasiteettia. Tutkijat heittävät esiin myös toisen anaologian tietokoneisiin: aivot ovat erittäin tehokkaat, sillä niiden keskimääräinen teho on vain 20 W.

Ihmisen ja rotan aivot eivät ole luonnollisestikaan samanlaisia, vaikka niillä on paljon rakenteellisia yhtäläisyyksiä. Ihminen saa lisäetua siitä, että pystymme järjestelemään ja hankkimaan tietoa tietoisesti.

Tarkkaa lukuarvoa aivojen muistikapasiteetille on kuitenkin vaikea antaa, koska kyse on muistikapasiteetin mittaamistavasta ja aivoissa on eroja. Yleensä esitetty luku on 2,5 petatavua, mikä on linjassa tämän tutkimuksen kanssa, joskin luku voi olla suurempikin. Joka tapauksessa yksilöiden ihmisyksilöiden välillä on suria eroja, sillä aivojaan aktiivisesti käyttävien ja muistitekniikoita harjoittavien ihmisen muistikapasiteetti saattaa olla jopa viisinkertainen keskiarvoon verrattuna.

Aivothan ovat kuin lihas: niitä voi parantaa ja kehittää käyttämällä.

Parkinsonin taudin liikehäiriöt saatiin korjattua

Helsingin yliopiston dosentti Timo Myöhäsen tutkimusryhmä on onnistunut korjaamaan Parkinsonin taudissa esiintyvät liikehäiriöt – toistaiseksi tosin vain hiirillä tehdyissä kokeissa. Tulos on hoidon kannalta lupaava, sillä Parkinsonin tauti diagnosoidaan käytännössä aina vasta oireiden ilmaannuttua.

Helsingin yliopiston tiedotteen mukaan Parkinsonin tautiin sairastuu jopa kaksi prosenttia yli 60-vuotiaista. Tauti aiheuttaa vakavia häiriöitä ihmisen liikkeisiin, koska se tuhoaa aivojen liikealueiden hermosolut. Taudin syytä ei tunneta, mutta viimeisen 15 vuoden aikana tärkeäksi tutkimuskohteeksi on noussut aivoissa liikkeitä säätelevillä alueilla erilaisia tehtäviä hoitava proteiini nimeltä alfa-synukleiini.

Tutkittava proteiini on altis saamaan virheellisiä muotoja, jonka jälkeen ne takertuvat helposti toisiinsa. Parkinsonin taudissa toisiinsa tarttuneet alfa-synukleiinit kertyvät hermosolujen sisälle ja vaurioittavat solua. Ne pystyvät siirtymään myös solusta toiseen ja levittämään näin hermosolutuhoja aivoissa.

Jo aiemmin tutkijat ovat tienneet elimistössä esiintyvän PREP-entsyymin lisäävän haitallisten alfa-synukleiini-kappaleiden muodostumista aivoissa. Nyt tutkijat halusivat selvittää entsyymin ja proteiinin välistä yhteyttä Parkinsonin taudin oireisiin estämällä aivoista PREPin toiminnan.

Tutkimuksessa Myöhäsen ryhmä pystytti Parkinsonin tautia mallintavan hiirimallin, jossa liikkeitä säätelevät alueet aivoissa saatiin tuottamaan suuria määriä alfa-synukleiinia. Tämä johti odotetusti kertymien syntyyn hiirien aivoissa sekä niistä aiheutuneisiin liikehäiriöihin.

PREP-estäjät palauttivat liikekyvyn

Tutkijat aloittivat hoidon PREP-estäjällä vasta selvien liikehäiriöiden ilmaannuttua hiirille. Tämä vastaisi tilannetta myös todellisessa Parkinsonin taudissa, sillä se diagnosoidaan pääsääntöisesti aina vasta kun oireet ovat jo alkaneet. Nopeat tulokset yllättivät tutkijat.

"Jo kahden viikon hoidon jälkeen hiirille syntyneet liikehäiriöt olivat käytännössä kadonneet", kertoo Myöhänen. "Ne myös pysyivät poissa kokeen loppuun saakka".

Tarkemmassa analyysissä todettiin, että PREP-estäjähoito oli pysäyttänyt liikealueiden vaurioitumisen ja lähes tyhjentänyt aivot alfa-synukleiinin aiheuttamista kertymistä.

"Eläinmalleilla tehtävistä kokeista on vielä pitkä matka varsinaisiin ihmistutkimuksiin, mutta tulokset ovat erittäin rohkaisevia tulevaisuuden lääkekehityksen kannalta." 

Timo Myöhänen. Kuva: Ville Korhonen / Helsingin yliopisto

Tutkimusta on rahoittanut Suomen AkatemiaJane ja Aatos Erkon säätiö, Helsingin yliopiston tutkimusvarat sekä Sigrid Juseliuksen säätiö.

Myöhäsen tutkimusryhmän tulokset on julkaistu kansainvälisesti arvostetussa Journal of Neuroscience –lehdessä: Svarcbahs R, Julku U, Myöhänen TT; ”Inhibition of Prolyl Oligopeptidase restores spontaneous motor behavior in alpha-synuclein virus vector based Parkinson's disease mouse model by decreasing alpha-synuclein oligomeric species in mouse brain”.

Juttu on Helsingin yliopiston tiedote.

Muistitutkimus: Suomalaisilla on erityisen hyvä suuntavaisto Jarmo Korteniemi To, 17/11/2016 - 14:53

Suomalaiset omaavat erityisen hyvän suuntavaiston. Näin kertoo yli miljoonan ihmisen toimintaa seurannut brittitutkimus.

Suomalaiset hohtavat maailman kansojen joukossa navigointitaidoillaan. Tämä selvisi muistisarauksiin perehtyneen tutkimuksen pohjatöiden aikana. Osallistujia testissä oli yli miljoona, 193 maasta. Suomen lisäksi valtioiden top-kuuden joukkoon ylsivät myös Ruotsi, Norja ja Tanska. Tutkijat spekuloivat, että Pohjoismaiden hyvä sijoittuminen voisi ehkä selittyä luonnossa liikutulla ja vietetyllä ajalla.

Tutkimuksessa perehdyttiin ihmisten alttiuteen eksyä ja epäröidä suuntien kanssa. Suuntavaiston häviämisen on todettu olevan eräs Alzheimerin taudin ensimmäisistä merkeistä.

Tutkijoita ehkä eniten yllättänyt löytö oli, että suunnan hahmotuksen tarkkuus alkaa aikuisilla herpaantua jo varsin nuorena. Navigointitaidot ovat jo kolmikymppisellä selvästi huonommat kuin 19-vuotiaalla – keskimäärin siis. Muina havaintoina selvisi, että miesten testitulokset ovat keskimäärin parempia kuin naisilla. Toisaalta kokeneemmat tietokoneilla pelaajat onnistuivat myös amatöörejä paremmin, mikä johtunee itse testistä.

Tutkijat käyttivät aineiston haalinnassa Sea Hero Quest -peliä, joka on tarkoitettu juuri suuntavaiston testaamiseen. Pelissä ohjataan venettä erilaisissa sokkeloisissa ympäristöissä. Samalla tarkkaillaan käyttäjien suoriutumisnopeutta ja -tarkkuutta. Tutkijoiden kannalta pelin parasta antia on kartan ja kuljetun reitin muistaminen sekä äkkikäännösten aiheuttamat suunnan sekoittumiset.

Jotta normaalitaso saatiin määritettyä, pelistä tehtiin ilmainen puhelimeen ladattava versio. Jos tutkimukseen osallistuminen kiinnostaa, peli löytyy projektin verkkosivuilta. Viihdettä siinä riittää 75 tason verran. (Alun varsin lapselliset tasot ohittaa nopeasti, ja vaikeus kasvaa selvästi pelin edetessä.)

Tähän asti pelillä on testattu terveitä ihmisiä. Seuraava askel onkin pistää pelin ääreen juuri Alzheimerin tautia sairastavia ja hieman jo dementoituneita ihmisiä. Lopullinen tavoite on selvittää, kuinka tätä tai vastaavia navigointitestejä voitaisiin käyttää diagnostiikan apuna, tai kun selvitetään taudin etenemistä hidastavien lääkkeiden toimivuutta.

Tutkimuksen alustavat tulokset julkistettiin keskiviikkona San Diegossa pidetyssä neurotieteen konferenssissa.

Suomessa asiasta kertoi ensimmäisenä Tiedetuubi. Asiasta uutisoi aiemmin mm. New Scientist.

Kuvat: SeaHeroQuest / Spiers et al. 2016

Kannibaalihiiva toi Nobelin

Vuoden 2016 Nobel-palkintorumba alkoi tänään lääketieteen palkinnolla. Sen saa japanilainen Yoshinori Ohsumi.

Virallisesti kyseessä on lääketieteen tai fysiologian Nobelin palkinto, ja sen siis saa tänä vuonna 71-vuotias Tokion teknillisen instituutin professori Ohsumi.

Hän on tutkinuyt solujen autofagiaa, eli mekanismia, jolla solut kierrättävät omia soluelimiään, muita solunsisäisiä osiaan ja solun sisälle päässeitä taudinaiheuttajia tai haitallisia viruksia. Autofagia on latinankielinen yhdyssana, ja kuten yleensä, sana itsessään kertoo jo mistä on kyse: "auto" tarkoittaa "itsestään" ja "phagein" on syömistä. Tulos on itsensäsyöminen, eli eräänlainen kannibalismi.

Tutkijat havaitsivat 1960-luvulla merkkejä siitä, että solut voivat tuhota omia osiaan siten, että solu ikään kuin pussitti turhia tai haitallisia osiaan erityisen kalvon sisään ja kuljetti niitä soluissa olevaan niin sanottuun lysosomiin, eräänlaiseen kierrätyskeskukseen. Lysosomi hajottaa jätepussukat noin 40 erilaisen entsyymin avulla ja tuloksena on aineita, joita solu voi käyttää uudelleen tuottaakseen itselleen energiaa tai käyttääkseen rakennusaineinaan.

Vaikka biologit siis tiesivät tästä tuhomekanismista jo 1960-luvulta alkaen, oli sen tarkempi tutkiminen hyvin hankalaa aina siihen saakka, kun Yoshinori Ohsumi keksi 1990-luvun alussa näppärän tavan asian selvittämiseksi.

Hän käytti tavallista leivinhiivaa, sillä sitä käytetään varsin usein solututkimuksissa, koska hiivat ovat varsin yksinkertaisia yksisoluisia sieniä. Ohsumi onnistui selvittämään autofagiaan liittyvät geenit ja edelleen selittämään miten mekanismi toimii hiivalla sekä hieman monimutkaisemmin meidänkin soluissamme.

Ohsumin tutkimusten perusteella solututkimuksessa hypättiin huima askel eteenpäin, kun autofagian merkitys monissa sairauksissa ja fysiologisissa prosesseissa ymmärrettiin. Esimerkiksi nälkiintyminen tai äärimmäinen jano saavat aikaan autofagiaa, kuten myös kehon taistelu tulehduksia vastaan.

Autofagia on myös olennaisessa osassa syövän kehittymisessä sekä hermosairauksissa. Esimerkiksi Parkinsonin tauti, kakkostyypin diabetes ja muut ennen kaikkea ikääntymiseen liittyvät sairaudet ovat osaltaan yhteydessä myös muutoksiin solujen autofagiassa.

Ohsumin työ osaltaan on ollut ja on edelleen tärkeässä osassa, kun näihin sairauksiin yritetään löytää lääkkeitä.

Korjaus: Naisia tarvitaan sittenkin

Kerroimme eilen brittitutkimuksesta, jossa oli saatu aikaan terveitä hiiripoikasia epänormaaleja munasoluja kemiallisesti kiihottamalla. Jos ja kun tekniikkaa kehitetään eteenpäin, voisi joskus lapsia tehdä ilman munasoluja, ja siten naisen osa prosessissa olisi lähinnä raskaus ja synnyttäminen – alkio kun voitaisiin tehdä muutenkin. Tämä oli tosin tämän tutkimuksen valossa hieman pitkälle mennyt johtopäätös.

Lisääntymiseen liittyvät uudet menetelmät herättävät todellakin keskustelua, ja vaikka sitä ei kovinkaan paljon syntynyt eilisen juttumme perusteella Tiedetuubin Facebook-sivulla, mutta siellä juttuun liittyen tarkka lukija nosti esiin Yhdysvaltain tieteenedistämissäätiön AAAS:n Science-lehdessä olleen jutun, jossa kritisoitiin voimakkaasti brittitutkimuksen raportointia ympäri maailman.

Juttu on hyvin asiallinen ja osoittaa hyvin sen, että uutisoinnissa on vedetty mutkia suoriksi: Bathin yliopiston tutkimuksessa EI osoitettu, että munasoluja ei tarvita lapsenteossa, sillä siinä käytettiin hiirialkioiden tekemiseen nimen omaan munasoluja. Niitä aktivoitiin kemiallisesti jakautumaan ja noin puolen päivän odottelun jälkeen niihin lisättiin hiiriuroksen spermaa. Siitä eteenpäin alkiot kehittyivät normaalisti ja syntyneet hiiret olivat myös sukukelpoisia.

Ongelmana Science-lehden toimittajan Gretchen Vogelin mukaan oli kuitenkin se, että monissa tutkimuksesta kertoneissa otettiin jo askel eteenpäin toteamalla, että pian lapsia voidaan tehdä ilman munasoluja. Siis ilman naista.

On totta, että tutkimus ei osoita vielä tätä, mutta itse asiassa tutkimuksesta kertoneen Bathin yliopiston tiedotekin flirttailee jo tällä tulevaisuudenkuvalla. Voi olla, että mediasirkusta päivittelevä Vogel ei ole tullut sitä itse huomanneeksi.

Kun ja jos munasolun korvikkeita voidaan tehdä kantasoluista tai vaikkapa ihon soluista (kuten spekuloidaan), niin pelkästään spermaa lisäämällä voitaisiin saada alkionkehitys aikaan ja edelleen lapsia. Seuraavassa vaiheessa kenties siittiötkin voitaisiin tehdä keinotekoisesti. Näin mieskin saadaan lopulta lisääntymisessä hyödyttömäksi ja siitä tulee hygienistä laboratoriotyötä.

Eilinen juttumme ei siis sinällään ollut virheellinen, koska tämä visio on mahdollinen, mutta täsmennämme tässä sitä, että brittitutkimuksessa nyt ei vielä todettu naisten olevan tarpeettomia.

Lisäksi kannattaa huomioida se, että äidin rooli on paljon muutakin kuin lapsen kantaminen ja synnyttäminen, eikä minkäänlaisia keinokohtuja ole toistaiseksi olemassa. 

Aivan vielä ei siis kannata huolestua siitä, että äitejä tai isiä ei lapsenteossa kaivattaisi.

Päinvastoin: hyvät isät ja äidit ovat nyt ja varmasti tulevaisuudessakin kullan arvoisia, on kyse sitten lisääntymisbiologiasta tai lapsenkasvatuksesta!

Yllättävä tutkimustulos: naista ei tarvita lapsenteossa

Tuore Nature Communications -julkaisussa ollut tutkimus kertoo, että munasoluja ei välttämättä tarvita lapsen alullesaamisessa. Jos raskautta ja synnyttämistä ei siis huomioida, ei naista tarvita enää lainkaan lisääntymisessä – ainakaan teknisesti. 

Perinteisten perhearvojen puolestapuhujilla on jälleen yksi asia nieltävänä lisää, sillä biologisesti lapsia voidaan tehdä myös ilman naista. Tai tässä vaiheessa on parempi puhua naaraista, sillä kyseessä oleva tutkimus tehtiin hiirillä, ja niillä uusia pikkuhiiriä voidaan saada aikaan ilman munasolua.

Tutkimus tehtiin Bathin yliopistossa Iso-Britanniassa.

BBC:n asiasta tekemä juttu kertoo hienosti, miten alussa tutkijoilla oli vain hedelmöimättömiä munasoluja, joista ne saivat kemikaaleilla käsittelemällä valealkioita. Ne ovat lähes normaalien alkioiden, kehityksessään kaikkein varhaisimmassa vaiheessaan olevan sikiön kaltaisia.

Kun niihin laitettiin spermaa, alkoivat ne kehittyä normaalisti ja tuloksena oli terveitä hiiriä. On siis oletettavissa, että sama homma toimisi myös ihmisillä, ja ihmisalkioita voitaisiin tehdä keinotekoisista alkioista, joihin johdetaan siittiöitä.

Tutkimuksessa tosin onnistumisprosentti oli vielä varsin alhainen, sillä vain yksi yritys neljästä johti normaaliin alkionkehitykseen. Tuloksena oli normaaleita, terveitä hiiripoikasia, jotka pystyivät lisääntymään tavalliseen tapaan.

Se, että temppu kuitenkin onnistuu, on merkittävä havainto lisääntymisen kannalta, koska aiemmin ei ole tiedetty, että lapsia voitaisiin saada aikaan ilman munasoluja.

Itse asiassa sitä, mitä hedelmöittymisessä tapahtuu, ei tiedetä vielä tarkalleen. Esimerkiksi näyttää siltä, hedelmöittymisen aikaan siittiöt muuttuvat jossain vaiheessa ikään kuin alkioiksi, ja juuri ne ovat alkionkehityksen alun kannalta kaikkein tärkeimmässä osassa. 

Kun aikaisemmin oletettiin, että jonain päivänä lapsia voidaan tehdä ilman miehiä, niin nyt tilanne näyttää täysin päinvastaiselta: naista tarvitaan "vain" raskauteen ja synnyttämiseen. Munasolun korvikkeita, valemunasoluja, voidaan tehdä muista soluista, ja niihin voidaan lisätä sitten siittiöitä samaan tapaan kuin nyt brittitutkimuksessa.

Tällä voi olla suuri merkitys tulevaisuudessa, jos hedelmöittymiseen tarvitaan siittiöitä ja lapsi voisi olla jonkinlaisessa keinokohdussa, joka pitää yllä sen elintoimintoja ja suojaa sitä. 

Tämä tarkoittaa myös sitä, että kaksi miestä voisi oikeasti saada jälkeläisiä – mikä aiemmin on ollut lähinnä vitsi. Ja samalla yksi mies voisi saada myös jälkeläisen itsekseen, eikä tuloksena olisi klooni.

Myös isä on pian tarpeeton

Kun tähän lisätään aiemmin tänä vuonna Kiinasta tulleet uutiset siitä, että spermaa voidaan tehdä kantasoluista, voidaan myös kuvitella aika, jolloin lisääntymiseen ei tarvita lainkaan sukusoluja.

Mitä merkitystä tällä on käytännön kannalta – ja milloin – se jää vielä nähtäväksi.

Kuitenkin he, jotka sanovat että lapsella pitää luonnon mukaan olla isä ja äiti, ovat yhä enemmän pihalla siitä mitä todellisuus oikeasti on. Lapsen kasvatus on sitten asia erikseen.

Tappavaa verenvuototautia Espanjassa

Krimin-Kongon-verenvuotokuume, Afrikasta Euroopan puolelle levinnyt verenvuototauti on vaatinut uhrin Espanjassa ja sen varalta on annettu varoitus. Lomalaisten ei kuitenkaan kannata olla huolissaan – mutta pitää asia kyllä mielessään, sillä tauti leviää punkkien välityksellä.

Euroopan tartuntatautien ehkäisy- ja valvontakeskus EDHC on varoittanut espanjalaisia etenkin Madridia ympäröivällä alueella varomaan Krimin-Kongon-verenvuotokuumetta levittävää Hyalomma-punkkia.

Keskuksen mukaan 62-vuotias vaeltaja on kuollut tähän vaikeaan tautiin ja häntä hoitanut sairaanhoitaja on vakavasti sairaana. Mies oli vaeltamassa vuorilla Ávilan alueella Madridin länsipuolella, jolloin todennäköisesti tautia levittävä punkki puri häntä ja sai aikaan sairastumisen.

Potilas toimitettiin sairaalaan Madridiin, mutta tehohoidosta huolimatta hän menehtyi.

Tartunnan saanut sairaanhoitaja puolestaan on vakavasti sairas, mutta on jo parantumassa. Punkin pureman lisäksi tauti tarttuu lähikosketuksesta ja etenkin veren välityksellä.

Punkkia on tavattu jo aikaisemminkin Espanjasta, mutta tätä ennen ainoat tautitapaukset läheltä Eurooppaa ovat Turkista muutaman vuoden takaa. Nyt kyseessä olevat tapaukset ovat ensimmäisiä ihmisen sairastumisia läntisessä Euroopassa.

Krimin-Kongon-verenvuotokuumetta tavataan Kiinassa, Intiassa, Afrikassa ja Balkanin niemimaalla, joten kyseessä ei ole varsinaisesti uusi tuttavuus. Viimeisen viiden vuoden aikana se ja sitä kantavat punkit ovat levittäytyneet Espanjan lisäksi myös Portugaliin ja eteläiseen Ranskaan.

Ne leviävät Eurooppaan todennäköisimmin muuttolintujen mukana.

Tauti on hyvin ikävä, sillä jopa 30 % sen saaneista menehtyy. Sen oireita ovat raju ripuli, oksentelu ja verenvuoto.

Koska punkit viihtyvät etenkin ruohikoissa ja ryteiköissä, ovat suurimmassa vaarassa vaeltajat, metsästäjät ja muut luonnossa patikoivat. Heitä kehotetaankin nyt pukeutumaan mahdollisimman peittäviin vaatteisiin ja välttämään paljaan ihon kosketusta ruohikon kanssa.

Kaupungeissa ja hiekkarannoilla punkkeja on erittäin vähän, joten tavallisen matkaajan riski saada verenvuotokuume on erittäin pieni.

Suurimmassa vaarassa ovat paikalliset metsästäjät ja karjanhoitajat, jotka liikkuvat paljon luonnossa sekä ovat läheisessä kosketuksessa myös punkkeja mahdollisesti kantavien eläinten kanssa. 

Otsikkokuvassa on Hyalomma-punkki.

Video: Katso kuinka nopeasti bakteerit alkavat sietää antibiootteja

Video: Katso kuinka nopeasti bakteerit alkavat sietää antibiootteja

Oletko joskus ottanut antibioottikuurin "varmuuden vuoksi"? Tai jättänyt turhalta tuntuvan kuurin kesken? Tai oletko ehkä sitä mieltä, että evoluutio on täyttä humpuukia? Silloin kannattaa katsoa tämä video.

12.09.2016

Videolla näkyy, kuinka bakteerit kehittävät vastustuskyvyn ensin pienille myrkkymäärille, ja lopulta suurillekin. Hyvin nopeasti, 11 vuorokaudessa. Koska video on varsin lumoavaa katsottavaa, tässä vielä toinenkin! Siinä bakteerit valloittavat levyn 14 vuorokaudessa, hieman eri tavalla.

Koejärjestely on yksinkertainen. Kuvassa on bakteerien kasvatusalusta, kooltaan 60x120 cm. Se on jaettu kapeisiin alueisiin. Laidoilla on pelkkää kasvatusalustana toimivaa ainetta, mutta keskempänä siihen on sekoitettu antibioottia. Keskustaa lähestyttäessä bakteereille myrkyllisen aineen määrä kasvaa joka rajalla kymmenkertaiseksi.

Pöpöt päästetään liikkeelle laidoilta. Ensimmäisellä rajalla ne pysähtyvät kuin seinään. Sitten läpi pääsee pari kehityslinjaa... ja pian myrkyllisimmällekin alueelle porhalletaan käytännössä rajoilla pysähtymättä.

Samoin käy myös ihmiskehoissa, sairaaloissa ja suurissa populaatioissa. Antibioottiresistanssin kehittyminen on sattumanvaraista, mutta sitä edesautetaan liian pienillä ja turhilla altistuksilla.

Videot liittyvät muutama päivä sitten Sciencessä julkaistuun tutkimukseen. Tutkijoiden kehittämällä menetelmällä voidaan helposti perehtyä siihen, kuinka bakteerit kehittävät uusia ominaisuuksia. Evoluutiota silmien edessä.

Uusi kantasolulöytö voi poikia apukeinoja leukemian hoitoon

Kuva: Nortwest Association for Biomedical Research / Flickr
Kuva: Nortwest Association for Biomedical Research / Flickr

Tutkijat löysivät uudella tekniikalla aineita, joiden avulla keho säätelee kantasolujen toimintaa. Jahka asiaa tutkitaan lisää, löydön toivotaan vielä joskus auttavan esimerkiksi leukemian hoidossa.

Kansainvälinen tutkijaryhmä on löytänyt useita uusia kantasolujen toimintaan vaikuttavia molekyylejä. Työssä, joka julkaistiin arvostetussa Cell Stem Cell -tiedelehdessä, oli mukana myös suomalaistutkijoita Turusta.

Tutkimuksen pääpaino on kolmessa kantasoluihin vaikuttavassa aineessa, sekä niiden epäsuorassa löytökeinossa. Aineet tunnetaan jo entuudestaan, mutta uudella keinolla ne pystyttiin linkittämään kantasoluihin.

Turussa perehdyttiin siihen, kuinka erään tällaisen aineen puuttuminen oikein vaikuttaa elimistön toimintaan. Embigiini-nimisen reseptorin puutos aiheutti hiirillä kantasolujen voimakasta lisääntymistä. Embigiinin eritys siis rajoittaa kantasolujen jakaantumista. Koehiiriltä aineen valmistusmahdollisuus oli muuntogeenisesti poistettu.

Tutkijoiden mukaan myös toiset kaksi molekyyliä, angiogeniini ja interleukiini 18, toimivat hieman vastaavalla tavalla. Niitä erittyy normaaleista soluista kantasolujen lähellä, ja ne ohjaavat mitä kantasolut "haluavat" tehdä: niiden jakaantumista, erilaistumista tai lepotilassa olemista. Vastaavalla tavalla toimivia aineita on löydetty aiemminkin.

Kantasolujen toimintaa voidaan siis säädellä kyseisten aineiden avulla. Tämä ei kuitenkaan tarkoita, että aineilla terästettyä kantasolumönjää sivelemällä voitaisiin vaikkapa kasvattaa uusia raajoja katkenneiden tilalle. Hyötynäkökulmia kuitenkin on jo näköpiirissä, tai ainakin haaveissa.

Uudet tutkimustulokset voivat tulevaisuudessa tehostaa esimerkiksi kantasolusiirtoja. Tietämällä mistä naruista vedellä, eli minkä aineen eritystä kannattaa hillitä ja mitä tehostaa, kantasolujen aktivoituminen voidaan ehkä saada nopeammaksi ja tehokkaammaksi. Kantasolusiirtoja tehdään esimerkiksi leukemiapotilaille.

Kantasolut ovat vielä erikoistumattomia soluja, joista keho valmistaa tarpeen mukaan erilaisiin tehtäviin sopivia. Tutkimuksessa perehdyttiin luuytimen hematopoieettisiin kantasoluihin. Niistä syntyy ihmisellä päivittäin noin 100 miljardia uutta verisolua.

Tutkimuksessa katsottiin yksittäisiä soluja ja selvitettiin, millaisia RNA-pätkiä niistä löytyy. Mitä lähempänä kantasolua tutkittu solu oli, sitä enemmän niistä löytyi angiogeniiniä, interleukiini 18:a sekä embigiiniä. Tutkijoiden toiveena on, että saman tekniikan avulla voidaan löytää muitakin kantasolujen ulkopuolisia, mutta niihin selvästi vaikuttavia aineita.

Tämä juttu perustuu sekä tiedeartikkelin yhteenvetoon että Turun yliopiston tiedotteeseen. Jälkimmäisen voi lukea vaikkapa asiasta ensimmäisenä kertoneen Aamuset'n sivuilta.

Otsikkokuva (Nortwest Association for Biomedical Research / Flickr) ei liity tutkimukseen.

Hyttysistä löydetty uudenlainen virus Etelä-Amerikassa

Kuva: Bruno Biagioni / Jarmo Korteniemi
Kuva: Bruno Biagioni / Jarmo Korteniemi

Suuressa virusten etsintäkampanjassa on tehty ällistyttävä löytö: ensimmäinen moniosainen virus, joka iskee eläimiin.

Löydetyn viruksen toimintaa voi havainnollistaa vaikkapa ihmisenä, jonka torso, kädet ja jalat kulkevat paikasta toiseen erillisissä paketeissa. Yksi junalla, toinen laivalla, mikä mitenkin. Perillä osat sitten kootaan, ja jos kaikki tarpeellinen on saapunut, niin ihminen toimii pienen venyttelytuokion jälkeen taas ihan täydellisesti.

Löytö tehtiin hyttysestä USAn armeijan tartuntatautien tutkimusinstituutissa. Tutkimusartikkeli julkaistiin Cell Host and Microbe -tiedelehdessä.

Virus sai alustavan nimen Guaico Culex virus (GCXV) löytöpaikkansa, Trinidadin Guaicon, mukaan. Sitä löytyi myös Peusta ja osittaisena Panamasta. Culex on isäntähyttysten suvun nimi.

Yleisesti otettuna virukset ovat vain RNA- tai DNA-koodinpätkiä, joita ympäröi proteiini- ja joskus rasvakuori. Ne soluttautuvat sisälle isäntäeliön soluihin ja valtaavat sen koneiston itsensä monistamista varten.

GCXV-viruksen perimä on kuitenkin jakaantunut osiin. Se on viidessä eri geenipätkässä, ja jokaisella on oma kuorensa. Osat kulkeutuvat isäntäeläimen soluihin yksi kerrallaan, eri reittejä. Hyttysen täytyy saada tartunta vähintään neljästä, mielellään jokaisesta viidestä viruksen geenipätkästä, jotta viruksen lisääntyminen voi alkaa. Viidennen osasen tarkoitusta ei tarkalleen tunneta, mutta se voi esimerkiksi kontrolloida viruksen toimintatehokkuutta ja vaarallisuutta.

Vastaavia osasina kulkeutuvia viruksia on löydetty aiemmin muitakin, mutta ainoastaan kasveilta ja sieniltä. Eläinviruksilla tuon tartuntatekniikan ei uskottu toimivan, mutta ennuste meni kuin menikin mönkään. Toistaiseksi ei ole selvillä, millaista evolutiivista etua virukset oikein saavat osasiin jakautumisesta.

Tutkimus on osa suurempaa projektia, jossa etsitään hyttysten levittämiä viruksia. Tarkoitus on löytää taudinaiheuttajat ennen kuin niistä koituu ongelmia. GCXV ei tartu ihmiseen.

Culex-suvun hyttyset kuitenkin levittävät useita ihmiselle vaarallisia virustauteja, kuten Länsi-Niilin virusta ja ns. St Louisin aivotulehdusta.

Tutkijat ovat kuitenkin löytäneet yhden GCXV:n lähisukulaisviruksen ugandalaisesta gueretsa-apinasta. Tämän viruksen perimä oli myös jakaantunut, mutta geenipätkät olivat yhä saman kuoren sisällä. Apinaa isäntänään pitävä virus voisi periaatteessa joskus vielä loikata ihmiseenkin.

Vuosittain tunnistetaan tuhansia uusia viruksia. Niitä löytyy joka lähtöön, ja ne vaivaavat kaikkia tunnettuja eliöryhmiä - niin eläimiä, kasveja ja sieniä, kuin myös bakteereja ja arkkejakin.

Varovainen arvio maailman virustyyppien määrästä on noin 100 miljoonaa ja ihmisiä vaivaa vähintään 129 virusta. Kumpikin luku on vain minimi-arvo.

Asiasta kertoi aiemmin NPR, Suomessa ensimäisenä Tiedetuubi.

Otsikkokuva: Bruno Biagioni / Jarmo Korteniemi