V današnjem dvojnem ZbritOFFu:

… Možgani epileptične napade poskušajo preprečiti še preden se pojavijo … 

… Nov način popisovanja biodiverzitete s shotgun sekvenciranjem okoljske DNK …

Epilepsija je nevrološka motnja, pri kateri pride do nenadnega vzbrsta električne aktivnosti v možganih, kar vodi do epileptičnih napadov. Poznamo delne in globalne napade – delni napadi prizadenejo samo zamejeni del možganov, pri globalnih napadih pa se nekoordinirana električna aktivnost razširi po obeh možganskih polovicah. Raziskovalci so v članku, objavljenem v reviji Brain, preučevali, kako se epileptični napadi širijo po možganih. Zanimala jih je neposredna vloga možganskih regij med epileptičnim napadom, ki izkazujejo zaviralni učinek. 

V Sloveniji in po svetu je z epilepsijo diagnosticiran približno odstotek prebivalstva. Okoli 30 odstotkov vseh obolelih ima trdovratno obliko epilepsije. Napadi se pri njih nadaljujejo kljub zdravljenju z zdravili. Če vzroka za neučinkovito terapijo ni mogoče ugotoviti in odpraviti, lahko pri nekaterih težjih oblikah trdovratne epilepsije izvedejo kirurško odstranitev epileptičnega žarišča v možganih, torej izvora epileptičnega napada. Kirurški pristop pa ne zagotavlja, da se napadi več ne bodo pojavili. 

Več predhodnih študij je pokazalo, da so med epileptičnim napadom aktivna tudi okoliška tkiva, ki niso neposredno prizadeta med napadom. Študije predpostavljajo, da neprizadeti deli možganov aktivno zavirajo širjenje epileptičnega napada, čemur pravimo interiktalna supresija. V pričujoči raziskavi pa so avtorji opazovali, ali neprizadete možganske regije zavirajo širjenje napada pred napadom in tik po njem. Predvidevajo, da do sprožitve napada pride zaradi oslabljenega nadzora nad epileptičnim žariščem. Če pa okoliške regije uspejo ohraniti močen zaviralni vpliv na žarišče tudi med napadom, lahko širjenje napada omejijo.

Raziskava je vključevala 75 bolnikov s trdovratno epilepsijo. Skupno so analizirali 668 epileptičnih napadov. Za natančno spremljanje električne aktivnosti so uporabili stereo elektroencefalografijo, med katero tanke elektrode vstavijo neposredno v možgane. Elektrode so namestili na žarišče napada in v druge okoliške dele, ki niso neposredno prizadeti med epieptičnim napadom. V raziskavi so analizirali podatke desetih minut pred napadom, celoten potek napada ter minuto po njegovem koncu. Opazovali so razliko v električni aktivnosti med dvema regijama v možganih: prizadeto in neprizadeto. 

Iz opazovanja epileptičnih napadov so sklenili, da možganske regije sprva aktivno usmerjajo inhibitorno elektro-kemično aktivnost proti žarišču napada – to je mehanizem, ki zavira širjenje napada. Ko se napad razvije, se usmerjena povezanost hitro poruši, kar omogoči širjenje napada. S tem so razširili hipotezo interiktalne supresije tudi v času napada, kar bo omogočilo nadaljnje preučevanje sprožitve in širjenja napadov trdovratne epilepsije, ki v določenih primerih povzročijo tudi izgubo zavesti.

//////////

Raziskovanje biotske raznovrstnosti ekosistema je nujno za razumevanje posledic izgube biodiverzitete. Zaradi naglega spreminjanja ekosistemov biologinje in biologi stalno iščejo nove metode, s katerimi bi si olajšale popisovanje raznovrstnosti. Raziskovalna skupina s Floride je opisala način, kako lahko s poznano metodo sekvenciranja DNK karakteriziramo genski material v ekosistemu. Svoje ugotovitve so predstavili v članku, objavljenem v reviji Nature Ecology & Evolution. 

Raziskovalna skupina je okoljsko DNK, torej genski material, ki se nahaja denimo v zraku, mivki ali vodi, analizirala s tako imenovanim shotgun [šôtgan] sekvenciranjem. Metoda nam omogoča, da sekvenciramo krajše verige DNK iz okolja. Če je izolirane DNK dovolj, lahko takšne krajše sekvence smiselno sestavimo skupaj in dobimo daljše kose genoma. V teh zlahka identificiramo že poznane gene in karakteristike DNK, po katerih lahko razločimo vrste organizmov. Iz DNK zaporedij pa lahko prepoznamo tudi druge pomembne lastnosti organizmov, denimo odpornost bakterij na določene antibiotike.

Dosedanje metode določanja genske pestrosti temeljijo na predvidevanjih, kateri geni bodo prisotni v danem ekosistemu. Vnaprej pričakovane kratke sekvence služijo kot nekakšna črtna koda za identifikacijo zaporedij. Takšen postopek zahteva dobro poznavanje ekosistema, zlahka pa spregledamo gene nepričakovanih vrst organizmov in slabše raziskane gene, ki nam ne morejo podati natančne črtne kode. Metoda shotgun sekvenciranja po drugi strani ne zahteva vnaprejšnjega predvidevanja o zaporedjih. Poda nam celostno sliko vseh organizmov v ekosistemu ne glede na naše poznavanje genomov prisotnih vrst ali diverzitete.

Shotgun sekvenciranje ni nova metoda, članek pa predstavlja prvi primer njene uporabe za karakterizacijo genetske pestrosti ekosistema. Učinkovitost in vsestranskost metode je raziskovalna skupina potrdila z več poskusi: iz vode, zraka, zemlje in drugih površin so uspešno izolirali in sekvencirali DNK živali, človeka, bakterij in virusov. Iz zraka so denimo izolirali dovoljšnjo količino DNK, da so uspešno sekvencirali celoten mitohondrijski genom vešče. Z rezultati metode shotgun sekvenciranja bi bilo torej možno ovrednotiti biotsko raznovrstnost. V članku navajajo, da bi metodo shotgun v prihodnosti lahko uporabljali za mnoge druge pristope, denimo za detekcijo alergenov, kot so arašidi, v zaprtih prostorih. 

ZOFFo sta pripravili Gloria in Boža.