برچسب: علمی

  • ژن ضد پیری که قلب را ۱۰ سال جوان می کند

    محققان دانشگاه بریستول و گروه MultiMedica در ایتالیا ژن خاصی را در جمعیت صد ساله کشف کردند که با محافظت از قلب آنها در برابر بیماری های مرتبط با افزایش سن، مانند نارسایی قلبی، به جوان ماندن قلب آنها کمک کرده است.

    این ژن ضد پیری در گروهی از افراد ساکن در مناطق آبی این سیاره یافت شد. مناطق آبی مناطقی در جهان هستند که گمان می‌رود مردم در آن‌ها بیشتر از حد متوسط عمر کنند. آنها عبارتند از اوکیناوا، ژاپن. ساردینیا، ایتالیا؛ نیکویا، کاستاریکا؛ ایکاریا، یونان؛ و لوما لیندا، کالیفرنیا، ایالات متحده.

    افراد در این مناطق اغلب تا 100 سال یا بیشتر عمر می کنند و از سلامت خوبی برخوردار هستند. آنها همچنین کمتر در معرض عوارض قلبی عروقی هستند. در این مطالعه، محققان نشان دادند که یکی از این ژن‌های جهش‌یافته سالم در صد ساله‌ها مکرر است و می‌تواند از سلول‌های جمع‌آوری‌شده از بیماران مبتلا به نارسایی قلبی که نیاز به پیوند قلب دارند، مطابق با انتشار محافظت کند.

    ژن ضد پیری از تحلیل رفتن عملکرد قلب جلوگیری کرد

    تیم بریستول به سرپرستی پروفسور پائولو ماددو دریافتند که یک بار تجویز ژن ضد پیری جهش یافته، زوال عملکرد قلب را در موش های میانسال متوقف می کند. هنگامی که این ژن بر روی موش های مسن تجویز شد، سن ساعت بیولوژیکی قلب را به اندازه انسان بیش از ده سال تغییر داد.

    این مطالعه سه ساله همچنین در سلول‌های قلب انسان لوله آزمایش در ایتالیا انجام شد.
    محققان گروه MultiMedica در میلان به سرپرستی پروفسور Annibale Puca این ژن را در سلول‌های قلب بیماران مسن مبتلا به مشکلات قلبی شدید، از جمله پیوند، تجویز کردند و سپس عملکرد آن‌ها را با افراد سالم مقایسه کردند.

    ژن ضد پیری

    سلول‌های بیماران مسن، به‌ویژه سلول‌هایی که از ساخت رگ‌های خونی جدید به نام «پری سیت» پشتیبانی می‌کنند، عملکرد کمتری دارند و پیرتر هستند.

    مونیکا کاتانئو، اولین نویسنده این اثر گفت: با افزودن ژن/پروتئین طول عمر به لوله آزمایش، روند جوان‌سازی قلب را مشاهده کردیم: سلول‌های قلبی بیماران نارسایی قلبی سالخورده به درستی کار خود را از سر گرفته‌اند و ثابت کرده‌اند که در ساخت رگ‌های خونی جدید کارآمدتر هستند.

    این یک واقعیت شناخته شده است که افراد صد ساله ژن های سالم خود را به فرزندان خود منتقل می کنند. برای اولین بار، این مطالعه نشان می‌دهد که یک ژن سالم که در صدساله‌ها یافت می‌شود، می‌تواند برای محافظت از قلب آنها به افراد غیر مرتبط منتقل شود.

    موج جدیدی از درمان ها با الهام از ژنتیک صد ساله ها

    محققان قاطعانه بر این باورند که این مطالعه ممکن است “موج جدیدی از درمان ها را با الهام از ژنتیک صدساله ها تحریک کند.”

    پروفسور ماددو گفت: “یافته های ما تایید می کند که ژن جهش یافته سالم می تواند کاهش عملکرد قلب در افراد مسن را معکوس کند. ما اکنون علاقه مندیم که تعیین کنیم آیا دادن پروتئین به جای ژن نیز می تواند موثر باشد یا خیر. ژن درمانی به طور گسترده برای درمان بیماری های ناشی از ژن های بد استفاده می شود.” با این حال، درمان مبتنی بر پروتئین ایمن تر و قابل دوام تر از ژن درمانی است.

    پوکا، رئیس آزمایشگاه در IRCCS MultiMedica افزود: “ما یک تایید جدید و افزایش پتانسیل درمانی ژن/پروتئین داریم. امیدواریم به زودی اثربخشی آن را در آزمایشات بالینی بر روی بیماران مبتلا به نارسایی قلبی آزمایش کنیم.”

    تحقیقات بر روی این ژن ضد پیری ادامه دارد.

  • سرعت یادگیری کودکان به این ماده شیمیایی وابسته است

    در مقایسه با بزرگسالان، بچه‌ها سریع یاد می‌گیرند. یعنی سرعت یادگیری کودکان بالاتر است. مغز در حال رشد آنها با سرعتی حیرت‌انگیز اطلاعات را جمع‌آوری می‌کند. به نوعی نورون‌های آنها نه تنها دانش جدید را آسان‌تر در خود جای می‌دهند، بلکه آن را محکم نگه می‌دارند، حتی در سیلی دائمی از تجربیات جدید.

    اکنون، تیمی از دانشمندان علوم اعصاب از دانشگاه رگنسبورگ در آلمان و دانشگاه براون در ایالات متحده ممکن است کشف کرده باشند که چه چیزی مغزهای جوان را بسیار کارآمد می کند. همین امر سرعت یادگیری کودکان را بالاتر می برد.

    همه اینها ناشی از یک ماده شیمیایی مغز به نام GABA (اسید گاما آمینوبوتیریک) است که در کودکان در حین یادگیری و پس از یادگیری افزایش می یابد و مغز جوان آنها را به “اسفنج های بزرگ” تبدیل می کند.

    تاکئو واتانابه، یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: “اغلب فرض بر این است که کودکان کارآمدتر از بزرگسالان یاد می‌گیرند. اگرچه پشتیبانی علمی برای این فرض در بهترین حالت ضعیف بوده است.”

    در جستجوی مکانیسم‌های مغزی درگیر، این تیم از یک تکنیک تصویربرداری عصبی پیشرفته به نام MRS عملکردی (fMRS) برای اندازه‌گیری غیرمستقیم غلظت GABA در قشر بینایی بچه‌ها در طول یک فعالیت یادگیری بصری استفاده کرد تا تفاوت آن با بزرگسالان را ببیند. اندازه گیری ها در 55 کودک 8 تا 11 ساله و 56 بزرگسال بین 18 تا 35 سال انجام شد که شامل سه دوره مختلف بود: قبل از شروع تکلیف یادگیری بصری، در طول فرآیند یادگیری و پس از پایان فعالیت.

    نتایج نشان داد که سطوح GABA در بزرگسالان در کل آزمایش ثابت می ماند. در همین حال، سطوح GABA در کودکان بسیار ماجراجویانه‌تر بود.

    واتانابه در ادامه می‌گوید: “آنچه ما دریافتیم افزایش سریع GABA در کودکان است که با یادگیری مرتبط است.”
    نه فقط در طول یادگیری، سطوح بالای GABA تا دوره پس از یادگیری نیز ادامه داشت. واتانابه می گوید، این یک یافته وحیانی است.

    GABA یک پیام رسان شیمیایی در مغز است که در فرآیند یادگیری اطلاعات جدید مهم است. همچنین نقش کلیدی در تثبیت، یک “دوره خنک کننده” پس از یادگیری ایفا می کند که در آن شبکه های عصبی جدید شکننده ادغام می شوند و اطلاعات با موفقیت ذخیره می شوند.

    اما اگر چیز جدیدی در طول دوره سرد شدن آموخته شود، پدیده‌ای به نام «تداخل رتروگراد» شروع می‌شود، جایی که اطلاعات آموخته‌شده قبلی نادیده گرفته می‌شود یا از بین می‌رود.(از مغز ما خارج می‌شود.)

    به این فکر کنید که یک شیرینی پای را بعد از خارج شدن از فر خنک کنید. استراحت دادن به آن به نشاسته های موجود در پرکننده این فرصت را می دهد تا به صورت ژلی در بیایند که همه چیز را به خوبی در جای خود نگه می دارد. با این حال، اگر در طول دوره سرد شدن پای را برش دهید، پرکننده داغ لوله‌ها روان است و بیرون می‌ریزد.

    سرعت یادگیری کودکان

    سرعت یادگیری کودکان

    با دانش جدید از سطوح GABA در بچه‌ها، تیم آزمایش‌های رفتاری انجام داد تا ببیند آیا این چیزی است که باعث می‌شود یادگیری بصری سریع‌تر تثبیت شود یا خیر. چیزی که آنها پیدا کردند شگفت آور بود.

    بزرگسالان برای تثبیت به یک “دوره خنک کننده” یک ساعته نیاز داشتند. با این حال، کودکان توانستند در عرض 10 دقیقه دوباره یاد بگیرند بدون اینکه چیزهایی را که قبلاً یاد گرفته بودند نادیده بگیرند. به عبارت دیگر، به لطف سطوح عالی GABA آنها، آنها بسیار سریعتر تنظیم می شوند.

    محققان در مقاله خود نوشتند: “ما دریافتیم که انعطاف پذیری در برابر تداخل رتروگراد و بنابراین تثبیت در واقع در عرض چند دقیقه پس از پایان تمرین در کودکان رخ می دهد، در حالی که یادگیری در بزرگسالان حداقل یک ساعت پس از تمرین در حالت شکننده بود.”

    سباستین فرانک، یکی از نویسندگان این مطالعه توضیح می دهد: “این تثبیت سریع یادگیری در کودکان، آنها را قادر می سازد تا موارد بیشتری را در مدت زمان معین یاد بگیرند و یادگیری را در کودکان کارآمدتر از بزرگسالان می کند.”

    محققان همچنین دریافتند که جلسات متوالی یادگیری به نظر می‌رسد غلظت GABA را در کودکان افزایش می‌دهد و به تثبیت سریع‌تر یادگیری قبلی اجازه می‌دهد.

    فرانک در ادامه افزود: “بنابراین، نتایج ما به GABA به عنوان یک بازیگر کلیدی در کارآمد کردن یادگیری در کودکان و سرعت یادگیری کودکان اشاره می‌کند.”

    در حالی که باید توجه داشت که این مطالعه در یادگیری بصری انجام شده است، واتانابه معتقد است که این یافته ها را می توان به انواع دیگر یادگیری شامل حافظه تعمیم داد. جالب است که از این یافته ها می توان برای کمک به بزرگسالان در یادگیری کارآمدتر استفاده کرد.

    واتانابه می گوید: “به عنوان مثال، یک فناوری یا درمان جدید می تواند برای افزایش میزان GABA در مغز بزرگسالان ایجاد شود. این یکی از کاربردهای احتمالی است.”

  • ژن های تازه شناسایی شده نشان می دهد که انسان ها به طور مداوم در حال تکامل هستند

    آیا انسان ها هنوز در حال تکامل و تغییر ژن هستند؟ این سوال برای بسیاری یک راز است، زیرا حدود هفت میلیون سال از زمانی که انسان ها دودمان شامپانزه ها را ترک کردند می گذرد. عواملی که ما را مجبور به انطباق، تکامل و زنده ماندن در محیط‌های خشن در گذشته می‌کردند دیگر مرتبط نیستند.

    امروزه انسان ها عمر طولانی تری دارند و امکانات بهداشتی پیشرفته ای در اختیار دارند. ما تقریباً همیشه در یک محیط راحت و محافظت شده زندگی می کنیم. عوامل خارجی (همچنین به عنوان فشار انتخاب شناخته می‌شوند) که قبلاً ما را در حالت بقای مداوم نگه می‌داشتند، دیگر بر ما تأثیر نمی‌گذارند.

    پس آیا این بدان معناست که تکامل ما متوقف شده است؟

    تیمی از محققان کالج ترینیتی دوبلین (TCD) و مرکز تحقیقات علوم زیست پزشکی الکساندر فلمینگ (BSRC Fleming) در یونان این سوال را به تفصیل بررسی کردند. جالب اینجاست که آنها در طول مطالعه خود با 155 ژن جدید در دودمان انسانی مواجه شدند. این ژن‌های تازه کشف‌شده قویاً نشان می‌دهند که انسان هنوز به طور مداوم در حال تکامل است.

    اسرار مرتبط با ژن های جدید

    محققان استدلال می کنند که ژن های جدید در ژنوم انسان نیز می توانند در نتیجه تکثیر DNA شکل بگیرند. با این حال، این مورد در مورد 155 ژن تازه شناسایی شده صادق نیست. آنها ژن ها را با توجه به ارتباط آنها با مواد ژنتیکی موجود بررسی کردند و دریافتند که ژنها کاملاً جدید هستند.

    آنها از بخش هایی از DNA منحصر به فرد پدید آمدند. اهمیت این ژنهای جدید را می توان از این واقعیت درک کرد که 44 ژن از 155 ژن با ناهنجاری های رشد در کشت های سلولی مرتبط بودند.

    بنابراین آنها می توانند به ما کمک کنند تا نقایص رشد را شناسایی کرده و از سلامت مطلوب سیستم های زنده اطمینان حاصل کنیم. الگوهای موجود در DNA منحصربه‌فرد همچنین نشان می‌دهد که ژنهای جدید می‌توانند با بیماری‌های مختلف خاص انسان نیز مرتبط باشند.

    به عنوان مثال، محققان متوجه سه ژن با نشانگرهای DNA مرتبط با اختلالاتی مانند دیستروفی میله مخروطی (اختلال چشمی که باعث شکستن شبکیه در طول زمان می‌شود و در نهایت فرد را نابینا می‌کند)، سندرم آلازامی (به اختلال در رشد فیزیکی و فکری می‌شود)  و دیستروفی عضلانی را مشاهده کردند.

    نویسندگان پیشنهاد کردند که یک ژن خاص از این مجموعه جدید به محض اینکه اجداد ما از دودمان گوریل بیرون آمدند، در انسان منشأ گرفته است. این ژن اکنون با رشد بافت قلب انسان مرتبط است.

    نویسنده ارشد این مقاله، ضمن تاکید بر اهمیت ژن های تازه شناسایی شده، گفت: نادیده گرفتن این ژن‌ها راحت است، زیرا مطالعه آنها بسیار دشوار است. اما من فکر می‌کنم که به طور فزاینده‌ای تشخیص داده می‌شود که نیاز به بررسی و بررسی دارند. اگر در آنچه که فکر می کنیم در اینجا داریم درست باشیم، چیزهای بسیار مرتبط تری از نظر عملکردی در ژنوم انسان پنهان شده است.”

    ژن

    ژن‌ها و سازگاری‌های جدید نشانه‌های تکامل هستند

    تکامل اساساً تغییر در رفتار، فیزیولوژی و ساختار ژنتیکی ما نسبت به نسل‌های قبلی است. جالب اینجاست که مطالعه حاضر تنها کار تحقیقاتی نیست که ثابت می کند انسان به طور مداوم در حال تکامل است. مطالعات مختلفی در گذشته انجام شده است که تغییرات تکاملی جاری را روشن می کند.

    به عنوان مثال، در سال 2016، گروهی از دانشمندان دانشگاه کرنل دریافتند که بسیاری از مردم در پونا، هند، که (و نسل های قبلی آنها) فقط رژیم های گیاهخواری می خورند، دچار جهش ژن FADS2 (اسید دساتوراز 2) شده اند. این جهش خاص به بدن آنها اجازه می دهد تا اسیدهای چرب امگا را به مواد مغذی مغذی مغز تبدیل کند. چنین جهش هایی در گوشتخواران یا افرادی که از رژیم غذایی همه چیز خوار استفاده می کنند مشاهده نشد.

    یک مطالعه در سال 2020 از دانشگاه استنفورد نشان می دهد که در 150 سال گذشته، میانگین دمای بدن انسان از 37 درجه سانتی گراد (98.6 درجه فارنهایت) به 36 درجه سانتی گراد (97.9 درجه فارنهایت) تغییر کرده است. به گفته ناسا، میانگین دمای زمین در همان سال ها 1.1 درجه سانتیگراد (1.9 درجه فارنهایت) افزایش یافته است.

    بسیاری از کارهای تحقیقاتی دیگر وجود دارد که نشان‌دهنده پیشرفت‌های جدید دیگر در بدن و ژنوم انسان است. همه این سازگاری‌های جدید، تغییرات جدید و ژن‌های جدید شواهد قوی نشان می‌دهند که تکامل انسان هنوز ادامه دارد.

    155 ژن تازه کشف شده همچنین دارای مقادیر زیادی اطلاعات ناشناخته در مورد ژنتیک انسان هستند. بنابراین، مطالعه حاضر گام بزرگی در جهت شناسایی و مطالعه تغییراتی است که احتمالاً در آینده دچار آن خواهیم شد.

    نیکولاس واکیرلیس، نویسنده اصلی و محقق جوان در BSRC Fleming، گفت: “در مطالعات آتی بسیار جالب خواهد بود که بفهمیم این میکرو ژنها چه کاری می توانند انجام دهند و آیا ممکن است مستقیماً در هر نوع بیماری دخیل باشند یا خیر.”