Depresivní okruhy, průhledné myši, pravěké deště a jedovaté mušle – „jednohubky“ z výzkumu 32/2024

Depresivní přepínač na celý život

Příznaky deprese se sice mohou objevovat a mizet, nový výzkum neurovědců z Cornellovy univerzity v New Yorku však naznačuje, že mozkové okruhy s ní spojené zůstávají stejné celý život. Dosud největší studie využívající dlouhodobé a podrobné mapování pomocí funkční magnetické rezonance (fMRI) zjistila, že určitá síť mozkových neuronů, jež se účastní vedení pozornosti k podnětům (tzv. frontostriatální salientní síť), je u lidí s depresí téměř 2× tak velká než u zbytku populace. Tento mozkový okruh funguje jako propojení mezi dalšími okruhy – účastní se přepínání mezi vnitřní pozorností a pracovní pamětí a pomáhá mozku rozhodnout se, kterým podnětům z vnějšího prostředí a vnitřním emocím má věnovat pozornost.

Pro zkoumání salientní sítě vědci využili fMRI snímky od 135 pacientů s velkou depresivní poruchou a 37 zdravých dobrovolníků. Zjistili, že tato oblast mozku je u lidí s depresí větší než u zdravých. Dlouhodobě proto sledovali 6 pacientů s depresí, u nichž po dobu 18 měsíců prováděli fMRI vyšetření téměř každý týden. Velikost jejich salientní sítě se neměnila, i když zrovna nepociťovali depresivní příznaky. V období aktivní deprese se však snižovala nervová aktivita mezi různými oblastmi. Vědci pomocí tohoto fenoménu dokonce dokázali předpovědět výskyt depresivních příznaků v následujícím týdnu. Zdá se, že expanze salientní sítě by mohla být prediktorem deprese. Analýzou sady dat získaných od téměř 12 tisíc dětí a mladých dospělých neurovědci identifikovali 57 dětí, které před 13. rokem věku nevykazovaly příznaky deprese, ale u nichž se onemocnění rozvinulo během adolescence. Tyto děti měly ve srovnání s vrstevníky větší salientní síť už přibližně od 9 let.^{1, 2}

Jak zprůhlednit tkáně? Zkusíme potravinářské barvivo

Neprůhlednost tělních tkání je daná různými indexy lomu jejich složek – tuky a proteiny s vysokým indexem lomu jsou obklopeny vodným prostředím s nízkým indexem. Kontrast mezi odlišnými refrakčními vlastnostmi způsobuje rozptyl světla a výsledný efekt je podobný, jako když smícháte průhledné pivo s průhledným dusíkem a vznikne neprůhledná vrstva nadýchané pěny.

Skupina materiálových inženýrů ze Stanfordovy univerzity přišla se zajímavým nápadem, jak kontrast indexů lomu dostatečně snížit. Stačí přidat barvivo, které bude silně absorbovat světlo určité vlnové délky. Na základě fyzikálních vlastností zvolili tartrazin, běžně používané potravinářské barvivo (potravinářská žluť 4, na obalech se skrývá pod označením E102). Po prvotním testování na plátcích agaru a syrových kuřecích prsíček vmasírovali barvivo do oholené kůže pokusných myší. Technika umožnila „zprůhlednit“ tkáně do hloubky přibližně 3 mm. Zatím tedy není prakticky použitelná pro zobrazování silnějších tkání či větších zvířat, ale je bezpečná a reverzibilní, což ji činí výhodnější než dosud používané techniky pro ovlivnění indexu lomu, které obvykle u živých organismů vůbec nejsou použitelné.^{3, 4}

Život mezi kapkami deště

Oblíbená hypotéza vzniku pozemského života označuje ribonukleovou kyselinu (RNA) za první biologický materiál, který se vynořil z primordiální polévky. Právě RNA má schopnost nést genetickou informaci i tvořit funkční molekuly schopné katalyzovat chemické děje. Podle RNA first hypotézy se DNA pro stabilnější skladování genetické informace a proteiny pro efektivnější katalýzu vyvinuly později. Dosud ale není jasné, jakým způsobem se molekuly RNA obalovaly do membrán, aby mohly vzniknout jakési prvotní buňky.

Vědci se začali soustřeďovat na přirozeně se vyskytující shluky makromolekul, zvané koacerváty. Tyto útvary se chovají podobně jako kapičky oleje ve vodě. Výměna molekul RNA mezi koacerváty je ale příliš rychlá, což vede k tomu, že velmi rychle vznikne populace identických klonů a evoluce založená na selekci výhodných vlastností nemůže probíhat. Ukázalo se však, že přidání destilované vody vede k zesíťování molekul přítomných na povrchu koacervátu, což jej stabilizuje. A kde by se v dávném pravěku vzala destilovaná voda? Napršela z nebe. Vědci ověřili, že popsaný děj funguje jak s použitím dešťové vody, tak s extrémně kyselým roztokem, jehož složení lépe odpovídá podmínkám panujícím v počátcích Země.^{5, 6}

Smrtelně jedovatá mušle pro léčbu diabetu?

Ulity homolic se možná skvěle vyjímají na poličce v parádním salonu, ale setkání s živým exemplářem je lepší se vyhnout. Už jediné „kousnutí“ tímto dravým plžem je schopné omráčit a usmrtit člověka. Jed homolic Conus geographus je již dlouho předmětem výzkumu. Dánští vědci nedávno přišli s objevem, že homolice využívá k navození hypoglykemického šoku u své oběti hormony ovlivňující homeostázu glukózy. Jedním z toxinů homolice mapové, nejjedovatější známé homolice, je analog somatostatinu, zvaný konsomatin. Tento hormon je oproti lidskému analogu stabilnější a je také schopen přesněji cílit na hladinu krevního cukru a další hormony, což ho činí ideálním kandidátem pro základ designu nových léčiv pro terapii diabetu a dalších endokrinních onemocnění.^{7, 8}

(este)

Zdroje:
1. Lynch C. J., Elbau . IG., Ng T. et al. Frontostriatal salience network expansion in individuals in depression. Nature 2024 Sep 4; 633 (8030): 624−633, doi: 10.1038/s41586-024-07805-2.
2. Reardon S. Found: a brain-wiring pattern linked to depression. Nature 2024 Sep 4; 633 (8029): 265−266, doi: 10.1038/d41586-024-02857-w.
3. Ou Z., Duh Y. S., Rommelfanger N. J. et al. Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules. Science 2024 Sep 6; 385 (6713): eadm6869, doi: 10.1126/science.adm6869.
4. Coleman J. Transparent mice made with light-absorbing dye reveal organs at work. Nature 2024 Sep 5. doi: 10.1038/d41586-024-02887-4 [Epub ahead of print].
5. Agrawal A., Radakovic A., Vonteddu A. et al. Did the exposure of coacervate droplets to rain make them the first stable protocells? Sci Adv 2024 Aug 23; 10 (34): eadn9657, doi: 10.1126/sciadv.adn9657.
6. Life from a drop of rain: New research suggests rainwater helped form the first protocell walls. University of Houston, 2024 Aug 21. Dostupné na: https://uh.edu/news-events/stories/2024/august/08212024-karim-raindrop-origin-of-life
7. Yeung H. Y., Ramiro I. B. L., Andersen D. B. et al. Fish-hunting cone snail disrupts prey's glucose homeostasis with weaponized mimetics of somatostatin and insulin. Nat Commun 2024 Aug 20; 15 (1): 6408, doi: 10.1038/s41467-024-50470-2.
8. Jacobs P. Could a deadly sea snail toxin treat diabetes? ScienceAdviser, 2024 Aug 21. Dostupné na: www.science.org/content/article/scienceadviser-could-deadly-sea-snail-toxin-treat-diabetes