Biyolojiye gercekci yaklasimin tek adresi.

Arama Sonuçları..

Toplam 181 kayıt bulundu.
Cells are crawling all over our bodies, but how?

Cells are crawling all over our bodies, but how?

For better and for worse, human health depends on a cell's motility –– the ability to crawl from place to place. In every human body, millions of cells –are crawling around doing mostly good deeds ––– though if any of those crawlers are cancerous, watch out.

http://www.biyologlar.com/cells-are-crawling-all-over-our-bodies-but-how

Scientists measure the 'beauty' of coral reefs

Scientists measure the 'beauty' of coral reefs

This is an example of a healthy reef. Almost every person has an appreciation for natural environments. In addition, most people find healthy or pristine locations with high biodiversity more beautiful and aesthetically pleasing than environmentally degraded locations. In a study which computed 'aesthetics' as it relates to coral reefs, a multidisciplinary group of researchers have shown that an objective computational analysis of photographic images can be used to assess the health of a coral reef.

http://www.biyologlar.com/scientists-measure-the-aposbeauty-apos-of-coral-reefs-haber-8733

Kongo Nehri Balıklarının Hızlı Evrimi

Kongo Nehri Balıklarının Hızlı Evrimi

Fotoğrafta bir çift akvaryum çiklet balığı türü olan Telegramma brichardi bulunmaktadır. Fotoğraf:Oliver Lucanus

http://www.biyologlar.com/kongo-nehri-baliklarinin-hizli-evrimi

Cell stress inflames the gut

Cell stress inflames the gut

Over 3.5 million people in Europe and the US suffer from Crohn's disease or ulcerative colitis – the two most common forms of IBD. Chronic bowel inflammation is caused by an overreaction of the immune system to the bacteria which naturally occur in the gut. "This overreaction can come about if, for example, the anti-stress mechanism in the cells of the intestinal mucosa does not function correctly," explains Prof. Dirk Haller of the TUM Chair of Nutrition and Immunology. What Prof. Haller is referring to is the unfolded protein response (UPR) – a sequential chain of signals in the cell, the role of which is to protect the cells against stress. "The UPR is a kind of cell repair mechanism that kicks in when proteins are not properly folded when they are produced – a major cause of cell stress," Haller continues. Any disturbance of the signaling cascade can lead to inflammation and cell death. This damages the cells of the intestinal mucosa, a pre-condition for the development of IBD. The C/EBP homologous protein (CHOP) plays a major role in activating the UPR. It seems, however, that the CHOP is also involved in the inflammatory process. The research team decided to take a closer look at the CHOP protein. Using a new mouse model, the scientists examined the role of the protein in the development of chronic bowel inflammation. They modified the DNA so that the intestinal epithelial cells of the mice produced larger amounts of the protein. Damaged cells recover at a slower rate The higher CHOP protein count made the mice more susceptible to intestinal inflammation. In addition, the inflammation was slower to abate and the intestinal mucosa subsequently required more time to regenerate. "But contrary to what was previously assumed, the higher CHOP concentration is not actually what causes the epithelial cells to die," Haller explains. "Rather, the CHOP proteins inhibit cell division, thus slowing the regeneration of the mucosa following injury." Such injuries, which can be caused by an infection, are often the first step to chronic inflammation of the bowel. The researchers' findings provide further confirmation that a properly functioning UPR signaling cascade is an essential condition for healthy intestinal mucosa. Regulatory disturbance can seriously impair the protective function of the intestinal epithelium and play a role in the development of chronic intestinal inflammation. http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/cell-stress-inflames-the-gut

Highly efficient CRISPR knock-in in mouse

Highly efficient CRISPR knock-in in mouse

Genome editing using CRISPR/Cas system has enabled direct modification of the mouse genome in fertilized mouse eggs, leading to rapid, convenient, and efficient one-step production of knockout mice without embryonic stem cells. In contrast to the ease of targeted gene deletion, the complementary application, called targeted gene cassette insertion or knock-in, in fertilized mouse eggs by CRISPR/Cas mediated genome editing still remains a tough challenge. Professor Kohichi Tanaka and Dr. Tomomi Aida at Laboratory of Molecular Neuroscience, Medical Research Institute, TMDU has now overcome this issue by developing innovative highly efficient CRISPR/Cas system, which resulted in targeted insertion of long gene cassette including enhanced green fluorescent protein (EGFP) into mouse genome in fertilized eggs with efficiency up to approx. 50%. The team reproduced the natural state of CRISPR/Cas system, which consists of three components: Cas9 protein, CRISPR RNA (crRNA), and trans activating crRNA (crRNA), instead of commonly used two-component system which consists of Cas9 mRNA and single guide RNA (sgRNA), leading to extremely high efficiency. The improved CRISPR/Cas system further provides highly convenient and accurate gene modification, and its successful transmission to the next generations. The new work was published in the open access journal Genome Biology as an article entitled "Cloning-free CRISPR/Cas system facilitates functional cassette knock-in in mice" on April 29, 2015. This improved CRISPR/Cas system will be useful for a variety of applications, including creation of humanized mice for modeling of genetic diseases, drug metabolisms, immunity, and infectious diseases. Further, accurate targeted insertion will improve the safety of gene therapy in human patients in the future. The new system can be also applied to other purposes such as production of livestock, fishes, plants, and microorganisms carrying useful traits. Source: Tokyo Medical and Dental University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/highly-efficient-crispr-knock-in-in-mouse

SİSTEMATİĞİN TARİHÇESİ

Bugün yaşayan en geri insan topluluklarında dahi çevrelerindeki canlılara isimler verildiği görülür. Hayvanların ve bitkilerin tanınmasıyla insanların ilk ilgisi tarih öncesi devirlerde başlar. Akdeniz çevresinde bulunan mağaralarda ilkçağ insanlarının çizdiği hayvan ve bitki resimleri bunun en belirgin kanıtıdır. İlk çağlarda insanlar bitkileri yenen, yenmeyen, zehirli, zehirsiz gibi kullandıkları biçime göre sınıflandırmışlardır. Daha sonra bu sınıflandırma dış görünüşlerine göre yapılmış olup bitkiler 1800’lü yıllara kadar otsu, çalımsı, ağaçsı gibi gruplara ayrılmışlardır. Darwin’in evrim teorisini ortaya atışı ile tüm canlı organizmalarda filogenetik (akrabalık ilişkisi) sınıflandırma yapılmaya başlamıştır. Yani Darwin’den sonraki dönemde aşağı yukarı tüm sınıflandırmalar bitkilerin ve hayvanların evrimsel gelişmişliklerine göre yapılmıştır. Yaşayan canlıları gruplar halinde düzenleme konusunda ilk girişimler Mezopotamya uygarlığının bilginleri tarafından yapılmıştır. Bu zamanda Asur uygarlığında yaşayan filozoflar köpek, aslan, çakal gibi canlıları köpekgiller, at, eşek, deve gibi canlıları da atgiller gruplarına sokmuşlardır. Bununla birlikte bazı hatalar da yapılmıştır. Örneğin çekirgeler, kuşların, kaplumbağalar ise balıkların grubuna sokulmuştur. Bitkilerde Son Sınıflandırma Sistemlerini Yapan Bilim Adamları: Bu bilim adamları biyoloji bilimindeki gelişmelerden yararlanmışlardır. Sistematikde kimyasal analiz yöntemleri ile elektron mikroskoplarının (SEM ve TEM) kullanılması ile Biyokimyasal sistematik ve paleobotanik gibi alanlar yeni isimlendirmelerin daha anlamlı yapılmasına yol açmıştır. Son döneme ait bazı Bitki sistematikçileri şunlardır: Robert Thorne, Takhtajan, Arthur Cronquıist ve Rolf Dahlgren gibi. www.sistematiginesaslari.8m.com Hippocrates (M.Ö. 460-377) ve Democritus (M. Ö. 460-370) gibi Yunanlı bilginler hayvanlar üzerinde ilk bilimsel çalışmaları yapmışlardır. Hippocrates hayvan isimlerini saymış, fakat sınıflandırmasıyla ilgili işaretler vermemiştir. Aristo (M.Ö. 384-322) sınıflandırmada ilk rol oynayanlar arasındadır. Yaşamının bir kısmını geçirdiği Midilli Adasında özellikle deniz hayvanlarını inceleyip zoolojik araştırmalar yapmıştır. Sadece kıyaslamalı anatomi değil, embriyoloji, davranış ve ekoloji alanın da incelemeler yapmıştır. Aristo ilk kez hayvanların yaşamlarına, hareketlerine ve vücut yapılarına göre ayrılabileceğini belirtmiş ve hayvanları Ennaima (=Kanlı Hayvanlar) ve Anaima (=Kansız Hayvanlar) olmak üzere başlıca iki gruba ayırmıştır. Bitkilerle ilgili olarak Theophrastos (M.Ö. 372-287) Aristo’nun öğrencisi olup botaniği öncüsü olarak anılır ve 480 bitkinin ayrımını yapmıştır. Plinius (M.Ö. 23-M.S. 79) “Naturalis Historia” (Tabiat Tarihi) eseriyle 1000 kadar faydalı bitkinin kültürü üzerinde bilgi vermiştir. Daha sonra 1500 yıl boyunca kayda değer bir gelişme yaşanmamıştır. 16. Yüzyıla kadar bitkiler tıbbi özellikleri ile ele alınmıştır. 16. yüzyılda Andrea Cesalpino (CAESALPINUS) (1519-1603) “De plantis” (Bitkiler hakkında) adlı eseri ile bitkileri morfolojik esaslar üzerine ilk ayırımını yapan botanikçidir. Daha sonra Kaspar Bauhin (1550-1624) 6000 bitki türünün tasnifini yapmıştır. Bauhin adlandırmada yeni yöntemler kullanan ilk botanikçi olup bugünkü familyalara benzer gruplar oluşturmuş ancak isimleri ve özellikleri belirtmemiştir. Ayrıca bitkilere ikili isimlendirmenin esaslarını ilk ortaya koyan botanikçidir. İngiliz John Ray (1627-1708) bir bitkinin tüm kısımlarının gözönünde tutulmasının gerekliliğini vurgulayan botanikçidir. Bitkilerde varyasyonun iç ve dış nedenlere, bugünkü ifade ile genotipik ve fenotipik nedenlere dayandığını ileri sürmüştür. 1693 yılında “Synopsis Methodica Animalium Quadrupedum Et Serpentini Generis” isimli eserini yayınladı. Böcekler ve kuşlar üzerindeki eseri ise ölümünden sonra yayınlandı. Bu araştırıcı da Aristo kurallarını esas aldı ve sınıflandırmada iç morfoloji de kullandı.Ray’ın 1703’de 2. cildi yayınlanan “Metodus Plantarum” adlı eseri 18000 kadar bitki türünü kapsamaktadır. Fransız Pitton de Tournefort (1656-1708) bitkiler alemini ağaç, ağaçcık ve otlar olarak sınıflandıran ve bitkileri 22 sınıfta toplayan son botanikçi olmuştur. Tournefort’un sistematiğe en büyük katkısı CİNS (genus) kategorisini kurmuş olmasıdır. 698 cinsin isimlendirmesini yapmıştır. Populus, Betula, Fagus, Lathyrus bunlardan birkaçıdır. İsveçli Carl von LINNAEUS (1707-1778) hem botanik hem de zooloji alanına katkıları olmuştur. 1735 yılında sadece 11 sayfadan oluşan SYSTEMA NATURAE isimli meşhur eserini yayınladı. 1737 yılında tüm bitki cinslerini “Genera Plantarum” (Bitki cinsleri), “Species Plantarum” (Bitki türleri) adlı eserinde de 1000 cinse ait yaklaşık 6000 bitki türünün deskripsyonunu işlemiştir. 1753 yılında yayınladığı bu eser ile ikili adlandırma sistemi (Binominal Nomenklatür), yani 2 sözcükten oluşan (Cins adı+epitet adı= TÜR adı) bir sistem geliştirdi. Sistematiğin temelini oluşturan bir çalışma olmuştur. Bu sistem hem hayvan hem de bitki sistematiğinde halen geçerliliğini korumaktadır. Daha sonraları bu araştırıcı doğayı 3 kısımda inceleyerek (hayvan, bitki ve mineral ) hayvan ve bitkileri bir sistem dahilinde göstermiştir. Bu eserde 4 bacaklılar yerine ilk kez Mammalia terimini kullandı. Bu nedenle bugün herkes Linné’yi taksonominin babası olarak tanır. • Linné, canlıları 5 taksonomik kategori içine yerleştirdi. Bunlar: • Sınıf • Takım • Cins • Tür Bu sistemiyle Linné, kendinden sonraki bilginleri öylesine etkilenmiştir ki Systema Naturae isimli kitabın 1758 yılında yayınlanan 10. baskısı Zoologıcal Nomenclature (=Hayvansal isimlendirme)’nin resmi başlangıcı olarak kabul edilmiştir. Böylece canlıların bilimsel isimleri (Latince ve Yunanca) dünyanın her yerinde kullanıla gelmiştir. Bu eserin 10. Baskısında 312 cinse bağlı 4370 hayvan ismi bulunmakta olup, bunlar 6 sınıfa ayrılmıştır: Dört bacaklılar, Kuşlar, Amphibia’lar, Balıklar, Böcekler, Solucanlar. LINNE’ nin öğrencisi olan Fabricius (1745-1808) 1775, 1782 ve 1804 yıllarında yayınladığı “Systema Entomologica” adlı eseriyle bütün böcek faunasını ortaya koymaya çalışmıştır. Bu şekil bir çalışma, bugün bir insanın çalışma gücünün çok üzerindedir ve hatta olanaksızdır. Bu nedenle bu bilginden sonra gelen toksonomistler çalışmalarını tek bir familya veya alt familyaya, hatta bunların da belirli bir coğrafi yayılış alanında bulunan türlerine yöneltmişlerdir. A.L. Jussieu (1748-1836) bitkiler aleminde ilk olarak doğal sınıflandırmayı kullanan kişi olmuştur. A. Pyramus de Candollea (1778-1841) sstematiğin anahatlarını ortaya koyan bir çalışma yapmıştır. 161 familyanın sınırları belirlemiştir. Linne'den sonraki yüzyılda canlıların sınıflandırılması çalışmaları daha da hızlanmıştır. Ancak biyolojik çeşitliliğin fazlalığı karşısında bilim adamları belli gruplar üzerinde ihtisaslaşmaya yönelmek zorunda kalmışlardır. Linnaeus eserlerinde bütün bitki ve hayvanların yanısıra bunlara ait fosilleri dahi tanımlarken,19. yüzyıl araştırıcıları sadece belli canlı grupları üzerinde araştırmalarını sürdürmüşlerdir. A.Braun (1805-1877) Braun sisteminde bitkiler ilkselden gelişmiş formlara doğru kademeli olarak sıralanmıştır. A. Wilhelm Eichler (1839-1930) Braun’un filogenetik sistemini geliştirmiştir. Bitkiler aleminin Cryptogamae ve Panerogamae olarak iki büyük gruba ayırmıştır. Adolf ENGLER (1844-1930) Eichler sistemine dayanarak yeni bir sistem oluşturmuş daha sonra Karl Prantl (1849-1893) ile birlikte 60 botanikçinin yardımı ile 23 ciltte toplanan Engler Sistemini kurulmuştur. Bu sistemde bitkiler alemi organizasyon kademeleri gözönünde tutularak sınıflandırılmış olup filogenilerinden kısmen ayrılmış doğal bir sistemdir. Monokotil bitkiler 1964’de Angiospermlerin sonuna alınmıştır. Bu sistemi birçok bilim adamı ele almış ve geliştirmiştir. R. von Wettstein (1863-1931) 1901 yılında Engler sistemin filogenetik esaslara göre kullanarak bitkiler alemini 9 Filum’a ayırmıştır. Charles E.Bessey (1845-1915), Hans Hallier (1868-1932), John Hutchinson (1884-1972) Angiospermlerin yeni bir dekripsiyonlarını yapmıştır. Dikotil bitkiler otsular ve odunsular olarak iki gruba ayırmıştır.

http://www.biyologlar.com/sistematigin-tarihcesi

Coral reefs in Palau surprisingly resistant to <b class=red>natural</b>ly acidified waters

Coral reefs in Palau surprisingly resistant to naturally acidified waters

Ocean researchers working on the coral reefs of Palau in 2011 and 2012 made two unexpected discoveries that could provide insight into corals' resistance and resilience to ocean acidification, and aid in the creation of a plan to protect them. The team collected water samples at nine points along a transect that stretched from the open ocean, across the barrier reef, into the lagoon and then into the bays and inlets around the Rock Islands of Palau, in the western Pacific Ocean. With each location they found that the seawater became increasingly acidic as they moved toward land. "When we first plotted up those data, we were shocked," said lead author Kathryn Shamberger, then a postdoctoral scholar at Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) and a chemical oceanographer. "We had no idea the level of acidification we would find. We're looking at reefs today that have levels that we expect for the open ocean in that region by the end of the century." Shamberger conducted the fieldwork in Palau with other researchers from the laboratory of WHOI biogeochemist Anne Cohen as well as scientists from the Palau International Coral Reef Center (PICRC). While ocean chemistry varies naturally at different locations, it is changing around the world due to increased levels of carbon dioxide (CO2) in the atmosphere. The ocean absorbs atmospheric CO2, which reacts with seawater, lowering its overall pH, and making it more acidic. This process also removes carbonate ions needed by corals and other organisms to build their skeletons and shells. Corals growing in low pH conditions, both in laboratory experiments that simulate future conditions and in other naturally low pH ocean environments, show a range of negative impacts. Impacts can include juveniles having difficulty constructing their skeletons, fewer varieties of corals, less coral cover, more algae growth, and more porous corals with greater signs of erosion from other organisms. The new research, published in Geophysical Research Letters, a journal of the American Geophysical Union, explains the natural biological and geomorphological causes of the more acidic water near Palau's Rock Islands and describes a surprising second finding – that the corals living in that more acidic water were unexpectedly diverse and healthy. The unusual finding, which is contrary to what has been observed in other naturally low pH coral reef systems, has important implications for the conservation of corals in all parts of the world. "When you move from a high pH reef to a low pH neighboring reef, there are big changes, and they are negative changes," said Cohen, a co-author on the paper and lead principal investigaor of the project. "However, in Palau where the water is most acidic, we see the opposite. We see a coral community that is more diverse, hosts more species, and has greater coral cover than in the non-acidic sites. Palau is the exception to the places scientists have studied." Through analysis of the water chemistry in Palau, the scientists found the acidification is primarily caused by the shell building done by the organisms living in the water, called calcification, which removes carbonate ions from seawater. A second reason is the organisms' respiration, which adds CO2 to the water when they breathe. "These things are all happening at every reef," said Cohen. "What's really critical here is the residence time of the sea water." "In the Rock Islands, the water sits in the bays for a long time before being flushed out. This is a big area that's like a maze with lots of channels and inlets for the water to wind around," explained Shamberger. "Calcification and respiration are continually happening at these sites while the water sits there, and it allows the water to become more and more acidic. It's a little bit like being stuck in a room with a limited amount of oxygen – the longer you're in there without opening a window, you're using up oxygen and increasing CO2." Ordinarily, she added pushing the analogy, without fresh air coming in, it gets harder and harder for living things to thrive, "yet in the case of the corals in Palau, we're finding the opposite. "What we found is that coral cover and coral diversity actually increase as you move from the outer reefs and into the Rock Islands, which is exactly the opposite of what we were expecting." The scientists' next steps are to determine if these corals are genetically adapted to low pH or whether Palau provides a "perfect storm" of environmental conditions that allows these corals to survive the low pH. "If it's the latter, it means if you took those corals out of that specific environment and put them in another low pH environment that doesn't have the same combination of conditions, they wouldn't be able to survive," said Cohen. "But if they're genetically adapted to low pH, you could put them anywhere and they could survive." "These reef communities have developed under these conditions for thousands of years," said Shamberger, "and we're talking about conditions that are going to be occurring in a lot of the rest of the ocean by the end of the century. We don't know if other coral reefs will be able to adapt to ocean acidification – the time scale might be too short." The scientists are careful to stress that their finding in Palau is different from every other low pH environment that has been studied. "When we find a reef like Palau where the coral communities are thriving under low pH, that's an exception," said Cohen. "It doesn't mean coral reefs around the globe are going to be OK under ocean acidification conditions. It does mean that there are some coral communities out there – and we've found one – that appear to have figured it out. But that doesn't mean all coral reef ecosystems are going to figure it out." By working with scientists at the Palau International Coral Reef Center (PICRC), the government of the Republic of Palau, and The Nature Conservancy, the researchers aim to assist in the development of indices of reef vulnerability to ocean acidification that can be directly incorporated into the selection and design of marine protected area networks. "In Palau, we have these special and unique places where organisms have figured out how to survive in an acidified environment. Yet, these places are much more prone to local human impacts because of their closeness to land and because of low circulation in these areas," said co-author Yimnang Golbuu, CEO of the PICRC. "We need to put special efforts into protecting these places and to ensure that we can incorporate them into the Protected Areas Network in Palau." Source : media@whoi.edu http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/coral-reefs-in-palau-surprisingly-resistant-to-naturally-acidified-waters

One of the last strongholds for Western chimpanzees

One of the last strongholds for Western chimpanzees

When Liberia enters the news it is usually in the context of civil war, economic crisis, poverty or a disease outbreak such as the recent emergence of Ebola in West Africa. Liberia's status as a biodiversity hotspot and the fact that it is home to some of the last viable and threatened wildlife populations in West Africa has received little media attention in the past. This is partly because the many years of violent conflict in Liberia, from 1989 to 1997 and from 2002 to 2003, thwarted efforts of biologists to conduct biological surveys. An international research team, including scientists of the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Germany, has now counted chimpanzees and other large mammals living in Liberia. The census revealed that this country is home to 7000 chimpanzees and therefore to the second largest population of the Western subspecies of chimpanzees. As Liberia has released large areas for deforestation, the local decision-makers can now use the results of this study in order to protect the chimpanzees more effectively. Following the complete war-time collapse of the country's economy, Liberia's government has been trying to fuel economic growth by selling large amounts of its rich natural resources, including rubber, timber and minerals. Here, accurate biological datasets on the distribution and abundance of wildlife populations are key for making evidence-based management decisions that balance economic and conservation priorities. In addition, they are important for locating and delineating conservation priority areas, making assessments of anthropogenic threats, and proposing mitigation measures to policy-makers. To close this data gap, researchers from the Max Planck Institute for Evolutionary Anthropology in Leipzig, Germany, The Wild Chimpanzee Foundation in Abidjan, Côte d'Ivoire and The Royal Society for the Protection of Birds in Bedfordshire, UK, via the Across the River Project, together with experienced rangers from the Forestry Development Authority in Liberia, local research assistants from Liberia and Sierra Leone and graduate students from the University of Liberia, embarked on a remarkably ambitious project: a survey of chimpanzees and other large mammals across the entire country of Liberia. For two years, the survey teams searched for the presence of chimpanzees and other large mammals in more than 100 locations throughout the country. "This project was logistically very challenging", says corresponding author Jessica Junker, who also supervised all data collection in the field. "To reach these locations, we occasionally had to drive for two days, then continue on motorbikes for several hours before embarking on a 20 to 30 kilometres hike during which we sometimes had to cross rivers, climb mountains and pass through steep valleys." But the effort paid off. With an estimated population of more than 7000 individuals, Liberia now officially holds the second largest population of West African chimpanzees after Guinea. Even more excitingly for conservation, due to its relatively wide and continuous distribution within the country, the chimpanzee population of Liberia is also probably one of most viable chimpanzee populations in West Africa, making it a regional conservation priority. __IMAGE_2 Surprisingly, the survey results showed that more than 70 percent of the chimpanzees as well as some of the most species-diverse communities of large mammals occurred outside the fully-protected areas, which currently include only 3.8 percent of the country's forests. In 2003, the Liberian government agreed to increase the extent of the protected area network to conserve at least 30 percent of the country's forests. "The results of our study provide crucial information for site prioritization and selection in this ongoing process," says lead author Clement Tweh of the Wild Chimpanzee Foundation in Liberia. "For example, the shape and location of some of the proposed protected areas might have to be re-considered. Also, it will be necessary to rapidly implement full protection status for proposed conservation priority areas, as future mining and forestry projects are encroaching fast." Since the ban on timber exports was repealed in 2006, more than 20,000 square kilometres of forest have already been assigned as forestry concessions and awarded to international and local investors. Additionally, since 2010, logging companies were issued so-called Private Use Permits, which were subject to virtually no sustainability requirements and accounted for almost half of Liberia's remaining primary forest. Fortunately, President Ellen Johnson Sirleaf recently withdrew almost half of these allocations, thus saving tens of thousands of square kilometres of primary tropical rainforest. "Our survey makes it clear that this action has also saved a large number of West African chimpanzees," says co-author Menladi Lormie, Max Planck researcher and FDA ecologist, of the President's decision. This survey showed that in areas where primary rainforest was still abundant, hunting was the anthropogenic threat most frequently encountered, followed by logging, mining and non-timber forest product extraction. "This combination of large-scale habitat destruction and high hunting rates may seriously jeopardize the long-term survival of Liberia's wildlife populations", says Dr. Annika Hillers, co-author of the article and conservation scientist for The Royal Society for the Protection of Birds in the Gola Forests, Sierra Leone and Liberia. "With this study, we provide an accurate and comprehensive data-based platform for local wildlife protection authorities, policy-makers and international conservation agencies to inform effective conservation strategies to best protect what is left of this country's rich wildlife heritage". Source : info@eva.mpg.de http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/one-of-the-last-strongholds-for-western-chimpanzees

Small molecule acts as on-off switch for nature's antibiotic factory

Small molecule acts as on-off switch for nature's antibiotic factory

Scientists have identified the developmental on-off switch for Streptomyces, a group of soil microbes that produce more than two-thirds of the world's naturally derived antibiotic medicines. Their hope now would be to see whether it is possible to manipulate this switch to make nature's antibiotic factory more efficient. The study, appearing August 28 in Cell, found that a unique interaction between a small molecule called cyclic-di-GMP and a larger protein called BldD ultimately controls whether a bacterium spends its time in a vegetative state or gets busy making antibiotics. Researchers found that the small molecule assembles into a sort of molecular glue, connecting two copies of BldD as a cohesive unit that can regulate development in the Gram-positive bacteria Streptomyces. "For decades, scientists have been wondering what flips the developmental switch in Streptomyces to turn off normal growth and to begin the unusual process of multicellular differentiation in which it generates antibiotics," said Maria A. Schumacher, Ph.D., an associate professor of biochemistry at the Duke University School of Medicine. "Now we not only know that cyclic-di-GMP is responsible, but we also know exactly how it interacts with the protein BldD to activate its function." Streptomyces has a complex life cycle with two distinct phases: the dividing, vegetative phase and a distinct phase in which the bacteria form a network of thread-like filaments to chew up organic debris and churn out antibiotics and other metabolites. At the end of this second phase, the bacteria form filamentous branches that extend into the air to create spiraling towers of spores. Duke structural biologists have found a unique interaction between a small molecule called cyclic-di-GMP and a larger protein called BldD that ultimately controls whether a bacterium spends its time in a vegetative state or making antibiotics. In 1998 researchers discovered a gene that kept cultured Streptomyces bacteria from creating these spiraling towers of fuzz on their surface. They found that this gene, which they named BldD to reflect this "bald" appearance, also affected the production of antibiotics. Subsequent studies have shown that BldD is a special protein called a transcription factor, a type of master regulator that binds DNA and turns on or off more than a hundred genes to control biological processes like sporulation. But in more than a decade of investigation, no one had been able to identify the brains behind the operation, the molecule that ultimately controls this master regulator in Streptomyces. Then scientists at the John Innes Centre in the United Kingdom -- where much of the research on Streptomyces began -- discovered that the small molecule cyclic-di-GMP is generated by several transcription factors regulated by BldD. The researchers did a quick test to see if this small molecule would itself bind BldD, and were amazed to find that it did. They contacted longtime collaborators Schumacher and Richard G. Brennan Ph.D. at Duke to see if they could take a closer look at this important interaction. The Duke team used a tool known as x-ray crystallography to create an atomic-level three-dimensional structure of the BldD-(cyclic-di-GMP) complex. BldD normally exists as a single molecule or monomer, but when it is time to bind DNA and suppress sporulation, it teams up with another copy of itself to do the job. The 3D structure built by the researchers revealed that these two copies of BldD never physically touch, and instead are stuck together by four copies of cyclic-di-GMP. "We have looked through the protein databank and scoured our memories, but this finding appears to be unique," said Brennan, who is a professor and chair of biochemistry at Duke University School of Medicine. "We have never seen a type of structure before where two monomers become a functional dimer, with no direct interaction between them except a kind of small-molecule glue." To confirm their findings, Schumacher determined several crystal structures from different flavors of bacteria (S. venezuelae and S. coelicolor) and came up with the same unusual result every time. Now that the researchers know how cyclic-di-GMP and BldD can become glued together to turn off sporulation and turn on antibiotic production, they would like to know how the complex can become unglued again to flip the switch the other way. The research was supported by a Long Term EMBO Fellowship (ALTF 693-2012), a Leopoldina Postdoctoral Fellowship, the Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BB/H006125/1), the MET Institute Strategic Programme, and the Duke University School of Medicine. Source : karl.bates@duke.edu http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/small-molecule-acts-as-on-off-switch-for-natures-antibiotic-factory

Stanford researchers genetically engineer yeast to produce opioids

Stanford researchers genetically engineer yeast to produce opioids

For thousands of years, people have used yeast to ferment wine, brew beer and leaven bread. Now researchers at Stanford have genetically engineered yeast to make painkilling medicines, a breakthrough that heralds a faster and potentially less expensive way to produce many different types of plant-based medicines. Writing today in Science, the Stanford engineers describe how they reprogrammed the genetic machinery of baker's yeast so that these fast-growing cells could convert sugar into hydrocodone in just three to five days. Hydrocodone and its chemical relatives such as morphine and oxycodone are opioids, members of a family of painkilling drugs sourced from the opium poppy. It can take more than a year to produce a batch of medicine, starting from the farms in Australia, Europe and elsewhere that are licensed to grow opium poppies. Plant material must then be harvested, processed and shipped to pharmaceutical factories in the United States, where the active drug molecules are extracted and refined into medicines. "When we started work a decade ago, many experts thought it would be impossible to engineer yeast to replace the entire farm-to-factory process," said senior author Christina Smolke, an associate professor of bioengineering at Stanford. Now, though the output is small - it would take 4,400 gallons of bioengineered yeast to produce a single dose of pain relief - the experiment proves that bioengineered yeast can make complex plant-based medicines. "This is only the beginning," Smolke said. "The techniques we developed and demonstrate for opioid pain relievers can be adapted to produce many plant-derived compounds to fight cancers, infectious diseases and chronic conditions such as high blood pressure and arthritis." From plant to test tubes Many medicines are derived from plants, which our ancestors chewed or brewed into teas, or later refined into pills using chemical processes to extract and concentrate their active ingredients. Smolke's team is modernizing the process by inserting precisely engineered snippets of DNA into cells, such as yeast, to reprogram the cells into custom chemical assembly lines to produce medicinal compounds. An important predecessor to the Stanford work has been the use of genetically engineered yeast to produce the anti-malarial drug artemisinin. Traditionally artemisinin has been sourced from the sweet wormwood tree in similar fashion to how opiates are refined from poppy. Over the last decade, as yeast-based artemisinin production has become possible, about one third of the world's supply has shifted to bioreactors. The artemisinin experiments proved that yeast biosynthesis was possible, but involved adding only six genes. The Stanford team had to engineer 23 genes into yeast to create their cellular assembly line for hydrocodone. "This is the most complicated chemical synthesis ever engineered in yeast," Smolke said. Her team found and fine-tuned snippets of DNA from other plants, bacteria and even rats. These genes equipped the yeast to produce all the enzymes necessary for the cells to convert sugar into hydrocodone, a compound that deactivates pain receptors in the brain. "Enzymes make and break molecules," said Stephanie Galanie, a PhD student in chemistry and a member of Smolke's team. "They're the action heroes of biology." To get the yeast assembly line going, the Stanford team had to fill in a missing link in the basic science of plant-based medicines. Many plants, including opium poppies, produce (S)-reticuline, a molecule that is a precursor to active ingredients with medicinal properties. In the opium poppy, (S)-reticuline is naturally reconfigured into a variant called (R)-reticuline, a molecule that starts the plant down a path toward the production of molecules that can relieve pain. Smolke's team and two other labs recently independently discovered which enzyme reconfigures reticuline, but even after the Stanford bioengineers added this enzyme into their microbial factory, the yeast didn't create enough of the opioid compound. So they genetically tweaked the next enzyme in the process to boost production. Down the line they went, adding enzymes, including six from rats, in order to craft a molecule that emerged ready to plug pain receptors in the brain. Engineered with a purpose In their Science paper, the Stanford authors acknowledged that a new process to make opioid painkillers could increase concerns about the potential for opioid abuse. "We want there to be an open deliberative process to bring researchers and policymakers together," Smolke said. "We need options to help ensure that the bio-based production of medicinal compounds is developed in the most responsible way." Smolke said that in the United States, where opioid medicines are already widely available, the focus is on potential misuse. But the World Health Organization estimates that 5.5 billion people have little or no access to pain medications. "Biotech production could lower costs and, with proper controls against abuse, allow bioreactors to be located where they are needed," she said. In addition to bioengineering yeast to convert sugar into hydrocodone, the Stanford team developed a second strain that can process sugar into thebaine, a precursor to other opioid compounds. Bio-produced thebaine would still need to be refined through sophisticated processes in pharmaceutical factories, but it would eliminate the time delay of growing poppies. "The molecules we produced and the techniques we developed show that it is possible to make important medicines from scratch using only yeast," she said. "If responsibly developed, we can make and fairly provide medicines to all who need." Source: Stanford School of Engineering http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/stanford-researchers-genetically-engineer-yeast-to-produce-opioids

Firefly protein enables visualization of roots in soil

Firefly protein enables visualization of roots in soil

Plants form a vast network of below-ground roots that search soil for needed resources. The structure and function of this root network can be highly adapted to particular environments such as desert soils where plants like Mesquite develop tap roots capable of digging 50 meters deep to capture precious water resources. Excavation of root systems reveals these kinds of adaptations but is laborious, time consuming, and does not provide information on how growing roots behave. A new imaging tool from a team led by Carnegie's José Dinneny allows researchers to study the dynamic growth of root systems in soil, and to uncover the molecular signaling pathways that control such growth. Their initial findings using this new system are published by eLife. Despite their importance, roots remain one of the most mysterious parts of the plant. They cannot easily be studied since they grow hidden in soil. Most of what scientists know about roots today comes from either digging up roots, or growing them in transparent media that do not reflect their natural environment. "To visualize the intricate growth patterns and functions of roots we needed to develop a different approach," Dinneny explained. "We were very mindful that the method had to allow us to vary conditions, in order to present roots with different combinations of environmental conditions that simulate important stresses such as drought or low-fertility soil." The team's imaging system is called GLO-Roots (for Growth and Luminescence Observatory for Roots). It is an integrated platform for growing plants in soil in custom-built vessels, imaging roots using bioluminescence, and analyzing root growth, architecture and gene expression using software designed in collaboration with Guillaume Lobet at the University of Liège. The GLO-Roots system involved the genetic engineering of plants to produce an enzyme from fireflies called luciferase, which causes them to glow in the dark of the soil. Light-sensitive cameras then detect the light emitted by the roots and allow researchers to discriminate between the roots and the surrounding soil. Using multiple genetically encoded luciferases, each one emitting light of a different wavelength, the team was able to simultaneously track whole root system architecture and the gene expression of adult plants. "Roots grow through a pathfinding process, somewhat like neurons, and must make decisions regarding which direction to grow and when to branch. This is heavily influenced by soil quality and the location of water and nutrients. Our ability to track gene expression using GLO-Roots is a game changer that will enable an understanding of the molecular events enabling these root decisions," explained Dinneny. The Dinneny lab used GLO-Roots to study the response of roots to environmental stresses relevant to sustainable agriculture. Understanding how root architecture is altered by environmental conditions and stresses can teach scientists how plants adapt to their surroundings and also about the genetic and biochemical activities underlying these adaptive processes. The team's findings may be particularly important for understanding how plants survive during droughts. The GLO-Roots system enabled Dinneny and his team to track growth rate and direction of dozens of root tips simultaneously and relate this to the amount of water present in the soil surrounding the roots. Rubén Réllan-Álvarez, the lead post-doctoral scientist on the project and current assistant professor at Langebio, Cinvestav in Irapuato, México, found that simulated drought caused roots to growth deeper into the soil column, presumably enabling access to untapped water resources. "This project combines two of Carnegie Science's historical strengths: development of advanced imaging platforms and understanding of how plants acclimate to their environment. Our study shows that roots have several tricks that enable efficient recovery of water from their environment," Réllan-Álvarez said. The GLO-Roots system will enable the characterization of genetic pathways that enable efficient exploration of the soil environment, which may be relevant to establishing strategies for sustainable and drought-tolerant agriculture. Source: Carnegie Institution   http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/firefly-protein-enables-visualization-of-roots-in-soil

HİSTOLOJİDE KULLANILAN BOYALARIN SINIFLANDIRMASI VE STANDARDİZASYONU

Histolojide kullanılan boyaların büyük bölümü 3 temel chromoforik gruptan (quino-noid halka, azo-grup veya nitro grup) tan birine dahildir. Quinonoid boyalar çok geniş ve önemli bir gruptur ve quinonoid yapının özel tiplerine bakılarak alt gruplara ayrılırlar.Histolojide boyalar ya boyaların uygulama tarzlarına bakılarak direkt veya mordant boya; ya da genel kimyasal özelliğine bakılarak asit veya bazik boya olarak sınıflarıdırılırlar. Bazı boyalar light green (açık yeşil) gibi rengi açıklayan isimlere, bazıları ise kimyasal açıklamayı da içeren isme sahiptirler (örn/ Anilin mavisi). Birçok boyanın sonunda ise sayılar ve harfler bulunur. Bir boyanın adından sonraki R harfi, ilgili bir boyadan daha kırmızı olduğunu gösterir. 2 R ise daha da kırmızı olduğunu gösterir. B ise genellikle mavimsi bir rengi G (gelb) ve Y her ikisi sarımsı bir rengi belirler. Boyalar için uniform bir adlandırrna, bir boya için birçok sinonimin bulunmasından dolayı özellikle önemlidir. Örneğin lipid boyası olan Sudan IV aynı zamanda Scarlet red, Scharlach R, Oil red IV, fat ponceau R veya LB veya cerotine ponceau 3B olarak da adlandırılmaktadır. Orange G' nin de birçok sinonimi vardır. Phloxine G ve Phloxine B gibi benzer isimli diğer boyalar birbirlerine benzer değildir. Colour Index kullanımı ile bu karışıklık önlenebilir. BOYA İNDEKSİ Bazı boyaların Colour Index' teki numaraları ve varsa sinonimleri aşağıdakilistede verilmiştir.-CI Number Dye Synonym42685 Acid fuchsin acid magenta. acid violet 1942005 Acridine orange basic orange 1445000 Acridin red74240 Alcian blııe 8GX Ingrain blue 1- Alcian green 2GX Ingrain green 258005 Alizarin red S mordant red 342755 Aniline blue WS water blue. soluble blue.acid blue 2241000 Auramine basic yellow 252005 Azur A520010 Azur B- Azur- Azur I- Azur II 425l0 Basic fuchsin magenta. basic violet 1426905 Biebrich scarlet acid red 6621000 Bismark brown Y basic brown 116250 Brillian crystal scarlet 6R acid red 44. crystalponceau 6R. naphthalenescarlet 6R. ponccau 6R75470 Carminc natural red 475470 Carminic acid51050 Celestine blue B mordant blue 1428160 Chlorantine rast red Sirius red 4B16570 Chromolrope 2R acid red 2922120 Congo red direct red 28-- Cresyl fast violet cresyl echt violet42555 Crystal violet42530 Dahlia Hofmanns violet- Direct blue 109 Durazol brilliant blueB741 80 Durasol fast blue 8G45400 Eosin B eosin. bluish. acid red 9145380 Eosin Y eosin yellowish, acid red 1l745430 Erythrosin B acid red 51 Dianozin salts37245 Fast black B37235 Fast blue B37210 Fast garnet GBC37150 Fast red ITR37085 Fast red ITR42053 Fast green FCF Food green 345350 Fluorescein acid yellow 7351030 Gallocyanin mordant blue 10 Histoloji laboratuvarlarının çoğu boyaların tespiti ve analizleri ıçin olanaklara sahip değildir. Çünkü bunun için spektrofotometrik, kromotografik ve elektroforetik yöntemler gereklidir. Boyalar ve dokuların her ikisi de iyonize olurken birbirleri ile reaksiyona girecektir ve doğaldır ki bu direkt boyama yöntemlerinde olacaktır; elektropozitif boyalar elektronegatif boyalarla ve karşılıklı olarak birleşir. Mordantlanmış boyalar indirekt boyama yöntemlerindeki bazik boyalar gibi hareket ederler. Asitlerle ve alkalilerle bazik ve asit boyamanın differansiasyonu; pH daki değişikliklerle meydana çıkan iyonik değişiklikler nedeni iledir. Hem boya hem de doku etkilenecektir. Bir boyanın yoğunluğu ve hızı veya tutunması doku kompenentleri için iyonize radikallerinin arzusuna bağlıdır. Karboksil gruplar sadece zayıf asidiktir. Fosforil gruplar ve sülfüril gruplar daha kuvvetlidir. Sülfonlanmış boyalar (asit fuksin, Orange G) proteinlerin bazik gruplarına kuvvetli ilgiye sahiptirler ve kuvvetli differansiasyon isteyen güçlü bağlar oluşturmak üzere onlarla bağlanacaklardır. Mordantlanmış boyalar, direkt bazik boyalar gibi aynı yol1a dokuyla birleşecektir fakat metalik mordant sabit bir doku-metal-boya linkajı şekillendirir. Kimyasal etkileşimle başarılı boyama; birbiri için bir affiniteye sahip farklı ve zıt yüklü radikalli boya solusyonlarına iyonize kimyasal gruplu tespit edilmiş dokuların bir gösterimi olarak kısaca açıklanabilir.

http://www.biyologlar.com/histolojide-kullanilan-boyalarin-siniflandirmasi-ve-standardizasyonu-1

Signs of deforestation in Brazil

Signs of deforestation in Brazil

Multiple fires are visible in in this image of the Para and Mato Grosso states of Brazil. Many of these were most likely intentionally set in order to deforest the land. Deforestation is the removal of a forest or stand of trees where the land is thereafter converted to a nonforest use. Examples of deforestation include conversion of forestland to farms, ranches, or urban use. The herringbone-patterned tan lines cutting through the dark green of the Amazon Rainforest in the middle of the image are evidence of deforestation in the Brazilian state of Pará. The deforestation in Pará follows the Brazialian national motorway BR 163, passing by cities such as Novo Progresso. The lower half of the image shows the state of Mato Grosso. The beginning of the forest loss coincides with a 1979 decision by Brazil's Program of National Integration to build roads across the forest and offer cheap land for agriculture, thus encouraging a population boom in the area. Images of the "fishbone" deforestation in Rondônia state were widely publicized, and have become the visual shorthand for tropical deforestation worldwide as evidenced in this Aqua image. In recent decades the locus of deforestation in Brazil has shifted east to the states of Mato Grosso and Pará (seen in this image), where large tracts of land are being cleared for mechanized agriculture, rather than small-hold farming. Even so, Brazil's overall rate of deforestation has slowed in recent years. This natural-color satellite image was collected by the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) aboard the Aqua satellite on August 15, 2014. Actively burning areas, detected by MODIS's thermal bands, are outlined in red. Source : robert.j.gutro@nasa.gov http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/signs-of-deforestation-in-brazil

Logging means ants, worms and other invertebrates lose rainforest dominance

Logging means ants, worms and other invertebrates lose rainforest dominance

Invertebrates perform essential functions for the smooth running of the ecosystems in tropical forests. For example, creatures such as termites and millipedes help dead leaves decompose and release their nutrients back into the soil, and carnivorous ants and spiders act as predators of herbivorous invertebrates that would otherwise munch through all the foliage. Nearly a half of all tropical rainforests worldwide have been logged, and this often causes heavy changes to the number and type of invertebrates, with many species being lost from the ecosystem. New research led by biologists from Imperial College London, published in Nature Communications, has discovered that when invertebrate diversity declines, their vital functions can be carried out by other members of the ecosystem. The result shows that rainforest ecosystems have a remarkable resilience to change. "Invertebrates are often thought of as the controllers of tropical forests, so it's surprising that people can upset their dominance to this level," said lead author Dr Robert Ewers from the Department of Life Sciences at Imperial. Although the ecosystem can continue to function with vertebrates taking more of a leading role, Dr Ewers says the situation leaves rainforests vulnerable: "The forest will keep maintaining itself, but it will be much more susceptible to further change. Relying on vertebrates is a bad tactic - they are less diverse and vulnerable to new challenges such as land use change." For example, the switch to agricultural plots such as palm plantations would cause biodiversity to drop faster. "Knocking out one or two invertebrates might not be too bad, as there are many others to take their place, but knocking out one or two vertebrates could now be disastrous," said Dr Ewers. By excluding certain organisms from patches of both natural and logged tropical rainforest in Borneo, the team were able to determine their contribution to the ecosystem. They found that in logged forests, the essential activities were still carried out at approximately the same speed, but that invertebrates contributed much less. For example, the overall rate of invertebrate predation in natural and logged rainforests was the same. However, invertebrates were responsible for only around 60 percent of the activity in logged forests, compared to nearly all of it in natural forests. Instead, birds and bats were responsible for preying on many more invertebrates in logged forests. The same trend was seen for seed disturbance, a vital function that helps maintain tree diversity, which was taken up by small mammals such as mice and treeshrews. The decomposition of leaf litter also seemed to be unaffected by the lack of invertebrates, although this was not a function picked up by vertebrates. Instead, the researchers think the litter may have continued to decompose thanks to a changing microclimate or the activities of soil bacteria. Source: Imperial College London http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/logging-means-ants-worms-and-other-invertebrates-lose-rainforest-dominance

Snake venom helps hydrogels stop the bleeding

Snake venom helps hydrogels stop the bleeding

A nanofiber hydrogel infused with snake venom may be the best material to stop bleeding quickly, according to Rice University scientists. The hydrogel called SB50 incorporates batroxobin, a venom produced by two species of South American pit viper. It can be injected as a liquid and quickly turns into a gel that conforms to the site of a wound, keeping it closed, and promotes clotting within seconds. Rice chemist Jeffrey Hartgerink, lead author Vivek Kumar and their colleagues reported their discovery in the American Chemical Society journal ACS Biomaterials Science and Engineering. The hydrogel may be most useful for surgeries, particularly for patients who take anti-coagulant drugs to thin their blood. "It's interesting that you can take something so deadly and turn it into something that has the potential to save lives," Hartgerink said. Batroxobin was recognized for its properties as a coagulant - a substance that encourages blood to clot - in 1936. It has been used in various therapies as a way to remove excess fibrin proteins from the blood to treat thrombosis and as a topical hemostat. It has also been used as a diagnostic tool to determine blood-clotting time in the presence of heparin, an anti-coagulant drug. "From a clinical perspective, that's far and away the most important issue here," Hartgerink said. "There's a lot of different things that can trigger blood coagulation, but when you're on heparin, most of them don't work, or they work slowly or poorly. That obviously causes problems if you're bleeding. "Heparin blocks the function of thrombin, an enzyme that begins a cascade of reactions that lead to the clotting of blood," he said. "Batroxobin is also an enzyme with similar function to thrombin, but its function is not blocked by heparin. This is important because surgical bleeding in patients taking heparin can be a serious problem. The use of batroxobin allows us to get around this problem because it can immediately start the clotting process, regardless of whether heparin is there or not." The batroxobin combined with the Rice lab's hydrogels isn't taken directly from snakes, Hartgerink said. The substance used for medicine is produced by genetically modified bacteria and then purified, avoiding the risk of other contaminant toxins. The Rice researchers combined batroxobin with their synthetic, self-assembling nanofibers, which can be loaded into a syringe and injected at the site of a wound, where they reassemble themselves into a gel. Tests showed the new material stopped a wound from bleeding in as little as six seconds, and further prodding of the wound minutes later did not reopen it. The researchers also tested several other options: the hydrogel without batroxobin, the batroxobin without the hydrogel, a current clinical hemostat known as GelFoam and an alternative self-assembling hemostat known as Puramatrix and found that none were as effective, especially in the presence of anti-coagulants. The new work builds upon the Rice lab's extensive development of injectable hydrogel scaffolds that help wounds heal and grow natural tissue. The synthetic scaffolds are built from the peptide sequences to mimic natural processes. "To be clear, we did not discover nor do any of the initial investigations of batroxobin," Hartgerink said. "Its properties have been well-known for many decades. What we did was combine it with the hydrogel we've been working on for a long time. "We think SB50 has great potential to stop surgical bleeding, particularly in difficult cases in which the patient is taking heparin or other anti-coagulants," he said. "SB50 takes the powerful clotting ability of this snake venom and makes it far more effective by delivering it in an easily localized hydrogel that prevents possible unwanted systemic effects from using batroxobin alone." SB50 will require FDA approval before clinical use, Hartgerink said. While batroxobin is already approved, the Rice lab's hydrogel has not yet won approval, a process he expects will take several more years of testing. Source: Rice University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/snake-venom-helps-hydrogels-stop-the-bleeding

Scientists develop mesh that captures oil -- but lets water through

Scientists develop mesh that captures oil -- but lets water through

The unassuming piece of stainless steel mesh in a lab at The Ohio State University doesn't look like a very big deal, but it could make a big difference for future environmental cleanups. Water passes through the mesh but oil doesn't, thanks to a nearly invisible oil-repelling coating on its surface. In tests, researchers mixed water with oil and poured the mixture onto the mesh. The water filtered through the mesh to land in a beaker below. The oil collected on top of the mesh, and rolled off easily into a separate beaker when the mesh was tilted. The mesh coating is among a suite of nature-inspired nanotechnologies under development at Ohio State and described in two papers in the journal Nature Scientific Reports. Potential applications range from cleaning oil spills to tracking oil deposits underground. "If you scale this up, you could potentially catch an oil spill with a net," said Bharat Bhushan, Ohio Eminent Scholar and Howard D. Winbigler Professor of mechanical engineering at Ohio State. The work was partly inspired by lotus leaves, whose bumpy surfaces naturally repel water but not oil. To create a coating that did the opposite, Bhushan and postdoctoral researcher Philip Brown chose to cover a bumpy surface with a polymer embedded with molecules of surfactant--the stuff that gives cleaning power to soap and detergent. They sprayed a fine dusting of silica nanoparticles onto the stainless steel mesh to create a randomly bumpy surface and layered the polymer and surfactant on top. The silica, surfactant, polymer, and stainless steel are all non-toxic and relatively inexpensive, said Brown. He estimated that a larger mesh net could be created for less than a dollar per square foot. Because the coating is only a few hundred nanometers (billionths of a meter) thick, it is mostly undetectable. To the touch, the coated mesh doesn't feel any bumpier than uncoated mesh. The coated mesh is a little less shiny, though, because the coating is only 70 percent transparent. The researchers chose silica in part because it is an ingredient in glass, and they wanted to explore this technology's potential for creating smudge-free glass coatings. At 70 percent transparency, the coating could work for certain automotive glass applications, such as mirrors, but not most windows or smartphone surfaces. "Our goal is to reach a transparency in the 90-percent range," Bhushan said. "In all our coatings, different combinations of ingredients in the layers yield different properties. The trick is to select the right layers." He explained that certain combinations of layers yield nanoparticles that bind to oil instead of repelling it. Such particles could be used to detect oil underground or aid removal in the case of oil spills. The shape of the nanostructures plays a role, as well. In another project, research assistant Dave Maharaj is investigating what happens when a surface is made of nanotubes. Rather than silica, he experiments with molybdenum disulfide nanotubes, which mix well with oil. The nanotubes are approximately a thousand times smaller than a human hair. Maharaj measured the friction on the surface of the nanotubes, and compressed them to test how they would hold up under pressure. "There are natural defects in the structure of the nanotubes," he said. "And under high loads, the defects cause the layers of the tubes to peel apart and create a slippery surface, which greatly reduces friction." Bhushan envisions that the molybdenum compound's compatibility with oil, coupled with its ability to reduce friction, would make it a good additive for liquid lubricants. In addition, for micro- and nanoscale devices, commercial oils may be too sticky to allow for their efficient operation. Here, he suspects that the molybdenum nanotubes alone could be used to reduce friction. This work began more than 10 years ago, when Bhushan began building and patenting nano-structured coatings that mimic the texture of the lotus leaf. From there, he and his team have worked to amplify the effect and tailor it for different situations. "We've studied so many natural surfaces, from leaves to butterfly wings and shark skin, to understand how nature solves certain problems," Bhushan said. "Now we want to go beyond what nature does, in order to solve new problems." "Nature reaches a limit of what it can do," agreed Brown. "To repel synthetic materials like oils, we need to bring in another level of chemistry that nature doesn't have access to." Source: Ohio State University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/scientists-develop-mesh-that-captures-oil-but-lets-water-through

Wheat disease-resistance gene identified, potential to save billions

Wheat disease-resistance gene identified, potential to save billions

A gene that can prevent some of the most important wheat diseases has been identified--creating the potential to save more than a billion dollars in lost production in Australia alone each year. In a global collaboration including the University of Sydney's Plant Breeding Institute (PBI), the CSIRO, CIMMYT (Mexico), University of Newcastle, Chinese Academy of Sciences and the Norwegian University of Life Sciences, the gene Lr67 has been identified as providing resistance to three of the most important wheat rust diseases, along with powdery mildew, a significant disease in Norway. The findings, published today in Nature Genetics, should have wide-reaching ramifications, with wheat already providing a fifth of global caloric intake and set to spike in the next 50 years. The University of Sydney has played a crucial role in this research through the Grains Research and Development Corporation (GRDC)-funded Australian Cereal Rust Control Program at PBI, which leads rust research to cater for the needs of Australian cereal breeding companies to release disease resistant varieties for farmers. The CSIRO and the University of Newcastle contributed molecular genetics skills to clone this naturally occurring gene that provides resistance to multiple pathogens of wheat. Principal research fellow at the PBI, Associate Professor Harbans Bariana, said rust diseases are among the most significant constraints to global wheat production. "Estimates put potential losses from wheat rust diseases in Australia alone at more than one-and-a-half billion dollars each year*," Associate Professor Bariana said. "The transfer of the gene Lr67 into modern wheat cultivars is already in progress at the University of Sydney component of the Australian Cereal Rust Control Program. "Its transfer to future wheat varieties through marker assisted selection (MAS) based on this work will increase diversity for resistance," he said. The University of Sydney has also been selected in an international consortium, among eight groups globally in the International Wheat Yield Partnership's first competitive call. The project is: 'Increasing carbon capture by optimizing canopy resource distribution'. Project lead is Richard Trethowan, University of Sydney; principal partners are: University of California, Davis and Agharker Research Institute. Source: University of Sydney http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/wheat-disease-resistance-gene-identified-potential-to-save-billions

Darwin Neyi Öğretti

Darwin Türlerin Kökeni`ni yazdığı sıralarda insanlar, yeryüzünün ve canlıların geçmişte nasıl yaratılmışlarsa aynı biçimde hiç değişmeden var olmaya devam ettiklerine inanıyorlardı. Yüce bir irade dünyaya `ol` demişti ve o, en tamam haliyle oluvermişti. Bu değişmez doğa inancı insanlığı 19. yüzyıla kadar idare etti. Sonra Darwin`in kitabı çıktı ortaya. Tam da büyük altüst oluşlarla insanlığın makus talihinin değişmeye başladığı dönemdi. Ve Darwin`in Evrim Kuramı her şeyin gözünün önünde değiştiğini gören insan için, kendi çabasını anlamlandırabildiği bir çerçeve sundu. Bunu görenlerden biri de toplumsal hayatın ve ilişkilerdeki değişimin analizini yapan Marx ve Engels`ti; ve her ikisi de Evrim Kuramı`na büyük bir değer verdiler. İnsanın kendi doğal ve sosyal koşullarının ürünü olduğu, bu koşulların değişimiyle insanın ve toplumun da değişmeye başlayacağı fikri Darwin`in tezleriyle uyuşuyordu. Yani doğa gibi toplum da sürekli değişiyor, değişiyor ve evrim geçiriyordu. Darwin`in Türlerin Kökeni ve diğer kitapları bilim açısından da kökleşmiş bir anlayışı yıktı. Evrim Kuramı`nı oluşturmak için Galapaggos Adaları`nda yıllar süren bir araştırma ve gözlem yapan Darwin bilimin sınırlarını zorlamış; bir şeyi iddia edebilmek için kanıtlamanın zorlu yollarından geçmek gerektiğini göstermişti. Ve her şeyden önce, türlerin değişiminde doğal çevre koşullarının çok önemli bir faktör olduğuna yaptığı vurgu ile insana, içinde yaşadığı doğayla nasıl bir ilişki kurabileceği konusunda bir `anlayış` kazandırmıştı. Bugün Darwin`in 200. yılı dolayısıyla yaptığımız Forum`a yazarlarımız Darwin`i ve kuramını yazıyorlar. İyi hafta sonları. Evrim…bir temel diyalektik NURDAN İNAN (Prof. Dr. Mersin Üniversitesi) `Gerçek mücadele,ortamda olanaklar kısıtlanmaya başlayınca ortaya çıkar…` Charles Darwin 1809-1882 yıllarında yaşamış olan Charles Darwin, Teoloji(Din Bilim) ve Doğa bilimleri konusundaki eğitimini tamamladığında henüz 22 yaşındadır. Dönem, doğanın işleyiş düzeni hakkındaki tartışmaların dorukta olduğu, jeoloji ve biyoloji bilimlerinin çatısını oluşturan görüşlerin temellerinin atıldığı bir dönemdir. 23 yaşındaki genç Darwin, Güney Atlantik`te 5 yıl sürecek olan geniş kapsamlı bir harita araştırması için Beagle gemisinde görevlendirildiğinde, aslında kendisinden beklenen dini görüşleri destekleyen doğa gözlemleri yapmasıdır. Oysa Darwin, hem Charles Lyell`in, henüz I. cildi yayımlanmış olan `Preinciples of Geology` kitabında belirttiği gibi inorganik dünyanın sürekli değişerek, sabit kalmadığı, jeolojik süreçlerin günümüzde de aynen devam ettiği fikrinden; hem de dedesi Erasmus Darwin`in, kazanılmış karekterlerin yeni nesillere aktarılmasıyla türlerde ortaya çıkan değişikliği ayrıntısıyla ele aldığı ünlü eseri `Zoonomia` `dan etkilenmiş, doğa ve oradaki ilişkiler konusunda farklı bir bakış açısını çoktan yakalamıştır. Darwin`in özellikle Galapagos adalarında yaptığı doğa gözlemleriyle; yaşama ortamının koşulları ve sunduğu imkanlarla, yaşayan hayvan grupları arasındaki ilişki ve farklılaşmalar hakkında geliştirdiği öngörüleri, evrim düşüncesinin temelini oluşturmuştur. Şöyle ki, Dünyaya gelen canlıların sayısı çok, buna karşılık besin bulabilerek yaşamını sürdürebilecek olanların sayısı azdır. Bu yüzden canlılar arasında özellikle besin ve mekan kapma konusunda sürekli bir yarış vardır. Bu, ya öldürürsün ya ölürsün savaşıdır (struggle for survival). Yaşama ortamının koşullarına daha uygun donatılmış olanlar, yaşamı sürdürmede diğerlerine göre daha şanslıdırlar (survival of the fittest). Bu ilke, doğada zayıfın elendiği doğal ayıklanma (natural selection) ve ancak başarılı olanın yoluna devam ettiği doğal seçilim düşüncesinin de çekirdeğini oluşturmuştur. Sonraki kuşakları yaratabilecek olanlar yaşamını sürdürebilenler olup, bu sayede ancak başarılı olan değişimler (mutasyon) daha sonraki kuşaklara aktarılabilmiştir. Darwin, bu öngörülerle oluşturduğu evrim kuramında; doğal seçilim yoluyla genetik karekterlerin devamını sağlayan kalıtım, çeşitlilik ve seçilim olmak üzere üç temel bileşen ekseninde, bütün canlıların belli bir düzende tedrici olarak (gradual) evrileceğini ileri surer . Bu anlamıyla `Darwinist Evrim Kuramı` doğadaki canlı mekanizmasını, ortak bir atadan evrilerek, çeşitlenmeye dayandırarak, nesillerde uzun süreler boyunca yavaş, yavaş, fakat devamlı olarak meydana gelen değişikliklerin tümünü kapsayan bir `Tedrici= Gradual Evrim` modeli sunar. Darwin`in, zamanının hayvan ve bitki topluluklarındaki güncel gözlemlerine dayandırdığı evrim kuramında fosiller hiç yer almamıştır. Bu eksiklik, evrim karşıtları tarafından günümüzde de kullanılmaya çalışılsa da, fosil verilerle desteklenen `Sıçramalı=Kesintili Evrim Kuramı` evrimi şüphesiz olarak ortaya koymaktadır. Özellikle omurgalıların hem karasal ortamda fosilleşmelerinin ancak çok özel koşullarda gerçekleşebilecek olması, hem de mutant=ara form fosillerinin eksik olması nedeniyle evrim kuramına tam anlamıyla destek veremedikleri ileri sürülse de, fosil olabilmenin zaten çok büyük bir şansa bağlı olarak, fiziksel/ kimyasal pek çok koşulun birlikte hareket etmesiyle gerçekleşebildiği göz önüne alındığında, çok kısa ömürlü olan ara formların fosil olarak bulunmalarının ne kadar zor olduğu açıktır. Buna karşın, fosil kayıtlara göre; balıklar 480 milyon yıl once, amfibiler 365 milyon yıl önce, sürüngenler 340 milyon yıl once ve memeliler 210 milyon yıl once ortaya çıkmakta, böylece Darwin`in öngördüğü sıraya da açıkça destek vermektedir. Evrim kuramı; sadece organizmalar bakımından değil, kıtasal levhaların hareketleri, deniz ilerlemeleri, deniz gerilemeleri, buzulların, çöllerin, iklimlerin, kıyı çizgilerinin, coğrafyanın sürekli olarak denge-uyum-değişim döngüsüyle evrildiği bir doğada, insanlığa ilişkin sonuçları nedeniyle, ortaya atıldığından bu yana en çok tartışılan, buna karşın teknolojiye bağlı olarak da en çok gelişen, sürekli kanıtlarını artıran kuram olmuştur. Darwin`in 1830-1850`deki öngörüleriyle, günümüzde geçerli olan evrim kuramı arasında çok büyük farklar vardır. Günümüzde evrim kuramı; 1930`lu yıllar ve sonrasında, önce Gregor Mendel`in ortaya koyduğu kalıtım kuramı, daha sonra moleküler biyolojinin kalıtımın moleküler temellerine dair sağladığı bilgi ve ilerleyen Genetik bilimiyle sentezlenerek, 20. yüzyıl felsefecilerinin de önemli katkılarıyla modern halini almış; biyoloji, jeoloji, paleontoloji, antropoloji, sosyoloji, tarih, ekonomiden, iktisat`a tüm bilimlere uygulanabilen bir temel diyalektik olarak yaşamın tüm alanlarına egemen olmuştur… Yerleşik dünya algısını sarstı Ergi Deniz Özsoy (Doç. Dr; Hacettepe Üniversitesi Biyoloji) İçinde bulunduğumuz yıl, büyük doğa bilimci Charles Darwin`in 200. doğum yılı. Bu yıl aynı zamanda, Darwin`in anıtsal yapıtı, biyolojiyi bilim haline getiren temel çerçeveyi sunan magnum opusunun, `Türlerin Kökeni`nin, yayınlanmasının 150. yılı. Gezegendeki mevcut canlı çeşitliliğinin, özel olarak yaratılmamış olan, tarihsel değişimlerin izini taşıyan türlerin ve geçiş niteliğindeki diğer formların zaman ve mekandaki farklı olguları olduğunu vurgulayan `Köken`, bu çeşitliliğin oluşumu için de tamamen doğal olarak tanımlanan bir süreci, seçilimi, Darwin`in terminoljisiyle söylersek, doğal seçilimi önermekteydi. `Köken`, hem dönemdeki evrimcilik görüşünün yaygınlığı, hem de yerleşik dünya algısını derinden sarsacak önermelerinin tahrik ediciliği itibarıyla basıldığı ilk gün tükenmiştir. Ancak, evrime biyolojik bakışın tarihi açısından hemen söylememiz gereken önemli bir nokta, daha o ilk günlerden itibaren, Darwin`in yapıtının günümüze dek gelen iki temel tartışma-fikir yürütme koluna ayrıldığıdır. Bunlardan birincisi, `Köken`in akademi ve uzman çevrelerinde gördüğü teknik ilgiyle başlayan ve son 75 yılın biyolojisi açısından vazgeçilmez bir doğrulanmış hipotezler, olgular bütünü olarak kuramsal üst yapı niteliğindeki evrimsel biyolojinin oluştuğu kol; diğeri ise, Darwin`den önce (ve Darwin`de olmayan biçimde) Herbert Spencer tarafından iddia olunan ve insanın soyal ve toplumsal örüntülerini ve hallerini onun biyolojik yapısının devamı sayan, `sosyal Darwinizm` ya da yeni moda tabiriyle `sosyobiyoloji` şeklinde tezahür eden, aslında biyolojik anlamıyla Darwinizmin kötü karikatürleri olan tartışmalar bütününü içeren bilim kisveli kol. Birinci kol, yani günümüzün en parlak bilimlerinde olan evrimsel biyoloji, 1940`ların sonunda tamamlanan çok uluslu bir sentezin (Modern Sentez) sonucunda, doğal seçilimi ve ortak köken ilişkisini matematiksel olarak tanımlayabilecek bir genetik yetkinliğe ulaşmış; son 15 yıldaki genom projelerinin ortaya konmasıyla da, hemen tüm canlı gruplarını tek bir ortak kökene çakıştırabilecek bir yetkinliğe ulaştırmıştır. Üstelik bu genom projeleri, ister gen olarak tanımlansınlar ister gen-dışı DNA parçaları olsunlar, herhangi bir genomdaki pek çok bölgenin şiddeti değişkenlik içeren doğal seçilime maruz kaldığını göstermektedir. Öyle ki, genom projelerinin hayata geçirilmesinden yaklaşık 20 yıl once başlayan ve günümüzde aktif araştırma ve uygulama alanı olarak, doğal seçilimi DNA düzeyinde anlamamızı sağlayan istatistiksel genetik testler yaygın biçimde ve doğrulukla kullanılabilmektedir. Yine, evrimsel gelişim biyoloji adı verilen, pek çok canlının ortak gelişimsel planını ortak köken ve belirli genetik motiflere odaklanan doğal seçilim varlığıyla açıklayan heyecan verici bir disiplin de biyolojik araştırmaların altını çizmektedir. Evrimsel biyolojik araçların bu denli yetkin oluşuyla, doğaldır ki, biyoteknolojik, tarımsal, tıbbi vd. insan odaklı araştırmaların yönü de değişmiş. Evrimin katılmasıyla gerçekleşen bu yön değişimi bu alanların kuramsal yapısını etkilemiş ve sonuçta alan ne olursa olsun daha gerçekçi ve verimli sonuçlara varabilmenin yolları açılmıştır. Evrimsel biyolojinin belki de en önemli insani katkısı, arka planı sömürgecilik dönemlerine uzanan ve tipolojik algının doğrudan yansıması olan `insan ırkı` kavramının yanlışlığının ortaya konmasıdır. 1970`lerde protein çeşitliliği kullanılarak yanlışlanan ve en son darbeyi geçtiğimiz yıl yapılan en kapsamlı genomik çalışmayla alan insan ırkı kurgusu, artık sömürgecilik ve ötekileştirme tarihinin sancılara yol açmış bir hurafesinden öte bir şey olarak görülmemektedir. Öyle ki, evrimsel genetiğin bize söylediği şey, bir siyahi, eskimo, beyaz vb. `ırk` mensubu iki kişi arasındaki fark, iki Alman, iki Türk, iki Kürt vd. arasındaki farklardan ya da bir Alman ile Türk`ün veya İngiliz ile Hintli`nin arasındaki farklardan çok daha azdır. Sonuç itibarıyla, son 150 yıldan geriye doğru baktığımızda, Darwin`i ve evrimsel biyolojiyi en etkili ve geçerli bilimlerden biri olarak kabul etmemeyi gerektiren tek nedenin ileri düzeyde cehalet ve tutuculuk olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır. Darwin`in önemi Dr. Kenan Ateş(Sabancı Üniversitesi) Günümüzde modern evrim kuramı denildiğinde ilk ve esas olarak akla gelen, İngiliz doğa bilgini Charles Darwin olur. Oysa evrim düşüncesi Darwin`le ortaya çıkmadı, ondan çok önceleri vardı. Binlerce yıl öncesinde Çin ve Hindistan`dan Anadolu ve Mezopotamya uygarlıklarına, Antik Yunanistan`dan Roma`ya, oradan da Arap-İslam uygarlıklarına dek pek çok kültür ve sonra da 18. ve 19. yüzyılların özellikle Avrupalı doğa bilginleri, doğadaki canlılığın evrimsel açıklamalarını yapmaya çalışmıştı. Buna karşın, günümüzde, biyolojideki birçok sürecin anlaşılmasına yardım eden modern evrim kuramını ve biyolojik evrim için büyük ölçekli bir kanıt ve deneysel veri yığını eşliğinde bunun işleyiş mekanizmalarını açıklayan asıl olarak Darwin oldu. Bu yüzden evrim kuramı haklı olarak daha çok onunla ilişkilendirilir. Çünkü biyoloji bilimi, Darwin`den önce daha çok, yaşamla ilintili birbirinden kopuk tek tek bilgilerin toplamıydı. Darwin, bu bilgilerin birbirleriyle bağlantısını kurup sistematik bir hale getirdi ve bunun sonucunda canlı yaşamıyla ilgili süreçlerin anlaşılmasını sağladı. Bu bağlamda, onsuz biyolojik süreçlerin anlaşılamayacağı, biyolojinin bir anlamda dilbilgisini oluşturdu. Darwin`den önce, doğa bilimcilerinin büyük bölümü, çok uzun süredir devam ede gelen teolojik düşünce sistematiği nedeniyle, türlerin değişmez varlıklar olduğuna ve ayrı ayrı yaratıldıklarına inanıyorlardı. Her ne kadar, Rönesansla başlayıp Aydınlanmayla hızlanan süreçte bu teolojik düşünce sistematiği kısmen sarsılmış; doğa, dünya ve olayları yorumlama biçimi değişmiş; daha önceleri teolojik yollarla ifade edilen olay ve olgular artık dünyevi, akılcı yollarla açıklanmaya başlanmıştıysa da, yine de canlıların oluşumu esas olarak bir yaratıcıya, doğa üstü ilahi bir güce bağlanıyordu. Gözlemleri ve geliştirdiği tezlerini tartıştığı pek çok kişi, öne sürdüğü tezleri hayranlıkla dinledikten sonra `ama burada hâlâ ilahi bir şeyler eksik` diyorlardı. İnsan türünün üstünlüğü ve eşsizliğini doğal ve kaçınılmaz gören fikirleri esas alan bir insan merkezli doğa anlayışı; türleri, özellikle de insanı mutlak ve değişmez kabul eden Aristocu-Platocu `ideal tip` kavramı hala egemendi. Bırakalım ortak kökenden gelme fikrine, canlı yaşamın değişmekte olduğu düşüncesine bile alışkın olmayan entelektüel bir çevre bulunuyordu. Doğa bilimleri içinde en son gelişenin biyoloji olmasının nedeni de bu ortam ve havadır. Darwin`in eseri, esas olarak bu egemen havayı dağıttı, Aristocu-Platocu `ideal tip` kavramını yıktı. Doğa`ya ve insan olarak onun içindeki yerimize bakışı değiştirerek insanlığın düşünce dünyasında büyük bir sıçramaya yol açtı. Darwin`in önemi esas olarak buradadır. Darwin`in modern evrim kuramı, on dokuzuncu yüzyıl evrimciliğinin kökeni değil, doruk noktasıdır. Çünkü Darwin, `Türlerin Kökeni` ile ortaya çıktığında, her ne kadar yukarıda sıralanan hava egemendiyse de, gittikçe gelişen başka bir hava ve birikim de vardı. Kuramın ortaya çıkışını hazırlayan koşullar olgunlaşmaya başlamış ve kuramın temel hatlarını oluşturan görüşler esas olarak ortaya çıkmıştı. Darwin`in yapıtı bütün bu görüşlerin zirvesi ve bir anlamda sentezi oldu. Kaynak: evrensel.net

http://www.biyologlar.com/darwin-neyi-ogretti

Ant Art Mine-Kyle Lyons

Ant Art Mine-Kyle Lyons

Stop motion AV video loop of ants in thier natural habitat. Shot in the mountains of Benicassim, Spain. Audio courtesy of Glimmertitz. glimmertitz.com Looking for free audio visual loops and vj stock footage visit vjvault.com

http://www.biyologlar.com/ant-art-mine-kyle-lyons

İnsan papilloma virüsü

İnsan papilloma virüsü, insan papilloma virüs ya da human papilloma virus (HPV veya İPV) papillomavirus ailesine mensup, deri ve mukozal yüzeylerdeki bazal epitelyal tabaka hücrelerini enfekte eden bir DNA virusu. 1970'li yıllarla beraber HPV ve kanser ilişkisi üzerinde çalışmalar başlamış ve pozitif bulgularla beraber günümüzde önemli bir bilgi birikimi elde edilmiştir[1]. Şimdiye dek 100'den fazla HPV tipi saptanmıştır[2]. HPV; serviks, penis, vulva, vajina, anüs, ağız, orafarinks ve diğer mukozal bölgeleri tutarak, bu bölgelerde kansere neden olabilmektedir[3]. Özellikle serviks kanseri olgularının neredeyse tümünde (%99,7) HPV DNA izole edilmektedir[4]. HPV enfeksiyonu her yaşta görülebilmektedir. Bununla beraber genç sağlıklı çocuklarda da görüldüğü çeşitli çalışmalarda kanıtlanmıştır[3]. HPV'nin ortalama görülme yaşı 52 olup 35-39 ve 60-64 yaşlarında olmak üzere iki ayrı dönemde pik yapar[1]. HPV virusu bütün dünyada yaygın olarak bulunmaktadır. Sosyokültürel ve ekonomik düzeyinden bağımsız olarak her kadın risk altındadır. Kadınların %70-80'i yaşamları boyunca en az bir kez HPV ile enfekte olduğu gösterilmiştir[5]. Başta servikal kanser ve öncü lezyonlar olmak üzere, diğer genital kanserler (vulva, vajina, penis, anüs), orofaringeal kanserler, genital siğiller, laringeal papillomatozis ve muhtemelen bazı deri kanserinde de etiyolojide rol oynamaktadır[5]. Virusun erkekte ve kadında kanser oluşumuna (penis, vulva, vajina, serviks, anüs, rektum) yol açan türleri arasında 16 ve 18 numaralı genotipleri serviks, vulva, vajina ve penis derisi kanserleri yönünden en fazla potansiyeli olan türlerdir[6]. Özellikle serviks kanseri olgularının neredeyse tümünde (%99,7) HPV DNA izole edilmektedir[4]. Halk arasında rahim ağzı kanseri olarak bilinen serviks kanseri; dünya üzerinde her 2 dakikada bir kadının ölümüne neden olan ve değişik ülkelerde yapılan çalışmalarda kadınlarda meme kanserinden sonra en sık görülen ikinci kanserdir[5]. Bu da HPV enfeksiyonunun önemini göstermektedir. HPV'ye karşı son yıllarda geliştirilmiş olan HPV aşısı, kadınları hayat boyu bu enfeksiyondan koruyabilmektedir. Toplumda HPV'nin onkojenik türlerinin yaygınlığına bağlı olarak aşının HPV enfeksiyonlarını %65-76 oranında önlediği kanıtlanmıştır[6]. HPV 16 ve 18 suşlarına bağlı oluşan hastalıkları önlemede hem tip 6, tip 11, tip 16 ve tip 18 suşlarını içeren (quadrivalan) hem de tip 16 ve tip 18 suşlarını içeren (bivalan) aşının koruyuculuğu %90’ın üzerindedir. Bununla beraber quadrivalan aşının %100 etkin olduğu çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir[7]. Hastalıklardan korunma konusunda birincil korunma yaklaşımlarının daha başarılı ve daha doğru olduğu kabul edilmektedir. Enfeksiyona yakalanmayı önlemeyi amaçlayan birincil korunma yaklaşımlarına aşılama örnek verilebilir. Bu nedenle HPV aşısının geliştirilmesi çok önemlidir. Papillomavirus ailesinden olan HPV ikozhedral yapıda, zarfsız, 55 nm boyunda 72 kapsomerli bir virüstür. 100’den fazla tipi olan HPV’nin yaklaşık 40 tipinin mukozal, 60 tipinin ise kutanöz enfeksiyon yaptığı bilinmektedir. Mukozal enfeksiyon yapanlardan yüksek onkojenik potansiyele sahip olan 16 ve 18 suşlarının genital kansere yol açma oranı %70 iken, düşük onkojenik potansiyele sahip 6 ve 11’in genital siğile yol açma oranı %90 olarak bilinmektedir. Virüs genomunun onkojenik mekanizmadan sorumlu tutulan genleri E6 ve E7 olarak bilinmektedir. E6 geni p53'ü yıkarak, E7 ise Rb genini inaktive ederek servikal karsinogenezin gelişmesine neden olmaktadır. HPV enfeksiyonunun persistan olma riski yaşla beraber artmaktadır. HPV enfeksiyonu son derece yaygın bir enfeksiyondur. Amerika Birleşik Devletleri'nde her yıl yaklaşık 6.2 milyon yeni HPV enfeksiyonu ortaya çıktığı bilinmektedir. Amerika Birleşik Devletleri Hastalık Kontrol Merkezi (CDC) verilerine göre dünyada seksüel aktif kadın ve erkeklerin yaşam boyu HPV ile enfekte olma olasılığı en az %50 olarak bildirilmiştir, bununla beraber 50 yaşına varmış kadınların bu enfeksiyonu geçirmiş olma olasılığı en az %80'dir[7][8][9]. HPV enfeksiyonu her yaşta görülebilmektedir ve çeşitli araştırmalarda genç sağlıklı çocuklarda da görüldüğü kanıtlanmıştır[3]. HPV’nin ortalama görülme yaşı 52 olup 35-39 ve 60-64 yaşlarında olmak üzere iki ayrı dönemde pik yapmaktadır[1]. HPV virusu bütün dünyada yaygın olarak bulunmaktadır. Sosyokültürel ve ekonomik düzeyinden bağımsız olarak her kadın risk altındadır. Kadınların %70-80'i yaşamları boyunca en az bir kez HPV ile enfekte olur. Kondom ve bariyer önlemleri riski azalır, ancak tam olarak koruyucu değildir. Daha çok genç yetişkinlerde görülen bu hastalığın cinsel yaşam tarzında ortaya çıkan değişikliklere bağlı olarak son yıllarda arttığı görülmektedir[5]. HPV enfeksiyonu %14,8 oranında hiç cinsel ilişkiye girmemiş kadınlarda da görülebilir. Çocuklarda gerçekleşebilecek HPV transmisyonunun nedenleri arasında otoinokülasyon, kontamine objeler ve yüzeylerden indirekt olarak bulaşma, seksüel kötüye kullanım, vajinal doğum, süt verme, intrauterin hayatta asendan enfeksiyonlar, transplasental geçiş, semen yer almaktadır. 1970'li yıllarla beraber HPV üzerinde çalışmalar başlamış ve pozitif bulgularla beraber günümüzde önemli bir bilgi birikimi elde edilmiştir[1]. Başta servikal kanser ve öncü lezyonlar olmak üzere, diğer genital kanserler (vulva, vajina, penis, anüs), orofaringeal kanserler, genital siğiller, laringeal papillomatozis ve muhtemelen bazı deri kanserinde de etiyolojide rol oynamaktadır[5]. Virusun erkekte ve kadında kanser oluşumuna (penis, vulva, vajina iç yüzü, serviks, anüs, rektum) yol açan 40 türü vardır ve bunlar arasında 16 ve 18 numaralı genotipleri serviks, vulva, vajina ve penis derisi kanserleri yönünden en fazla potansiyeli olan türleridir[6]. Halk arasında rahim ağzı kanseri olarak bilinen serviks kanseri; dünya üzerinde her 2 dakikada bir kadının ölümüne neden olan ve değişik ülkelerde yapılan çalışmalarda kadınlarda meme kanserinden sonra en sık görülen ikinci kanserdir[5]. Gelişmiş ülkelerde kadın kanserlerinin %3,6'sını, gelişmemiş ülkelerde kadın kanserlerinin %15'ini oluşturur. Ölüm sayılarının yaklaşık olgu sayılarının yarısına eşit olduğu kabul edilmektedir[5]. Tüm bu veriler serviks kanserinin önemini kanıtlamaktadır. Epidemiyolojik çalışmalar serviks kanseri için majör risk faktörünün HPV enfeksiyonu olduğunu göstermektedir. Serviks kanseri-HPV enfeksiyonu ilişkisi, akciğer kanseri-sigara ilişkisinden daha sıkı bir ilişkidir. Diğer taraftan HPV enfeksiyonu son derece yaygın bir enfeksiyondur. Amerika Birleşik Devletleri Hastalık Kontrol Merkezleri (CDC, Centers for Disease Control and Prevention) verilerine göre dünyada seksüel aktif kadın ve erkeklerin yaşam boyu HPV ile enfekte olma olasılığı en az %50 olarak bildirilmiştir. Serviks kanseri olgularının neredeyse tümünde (%99,7) HPV DNA izole edilir[4]. Bununla beraber serviksteki HPV enfeksiyonlarının çoğu asemptomatiktir ve saptanan enfeksiyonlarının %90'dan fazlası 2 yıl içeresinde kendiliğinden yok olabilmektedir[3]. Dolayısıyla serviks kanseri sıklığında azalma HPV enfeksiyonlarının tanınması, önlenmesi ve tedavi edilmesi yoluyla mümkün olabilir[4]. HPV aşısı 2006 yılında onaylanmış ve kullanıma sunulmuştur. HPV aşısının lisansı 9-26 yaşlar arasındaki genç kızlara ve kadınlara yapılmak üzere alınmıştır[6]. Günümüzde quadrivalan ve bivalan olmak üzere 2 çeşit HPV aşısı mevcuttur. Quadrivalan aşı HPV'nin 6, 11, 16, 18 suşlarına karşı; bivalan aşı ise 16 ve 18 suşlarına karşı yapılmıştır. Her iki aşının da adölesan dönemde uygulanması en yüksek immun yanıtı oluşturmaktadır. Özellikle 15 yaşından sonra aşıya verilen immun yanıt azalmaktadır. İleriki dönemdeki yanıtı da azaldığından erken dönemde aşılanmak hayati öneme sahiptir. Ayrıca bivalan aşı genç kızlara ek olarak erkeklere de uygulanabilmektedir[3]. Özellikle quadrivalan HPV aşısının 12-13 yaşlarındaki kız çocuklara yapılması amaçlanmaktadır[10]. HPV aşısı 3 doz olarak ve ikinci ile üçüncü dozlarının ilk dozdan 2 ve 6 ay sonra yapılması önerilir. 11-12 yaşındaki kızlara rutin yapılması önerilir. Aşı en erken 9 yaşında başlanabilir ve 13-26 yaşında aşılanmamış olanların aşılanması öngörülür[2]. Toplumda HPV'nin onkojenik türlerinin yaygınlığına bağlı olarak aşının HPV enfeksiyonlarını %65-76 oranında önlediği kanıtlanmıştır[6]. HPV 16 ve 18 suşlarına bağlı oluşan hastalıkları önlemede hem bivalan hem quadravalan aşının koruyuculuğu %90'ın üzerindedir. Bununla beraber quadrivalan aşının %100 etkin olduğu çeşitli çalışmalarda gösterilmiştir[7]. Bucalovirus rekombinan teknolojisi kullanılarak geliştirilen GSK aşısının (Cervarix'in) faz 3 çalışmaları Kuzey Amerika, Latin Amerika, Avrupa ve Asya'da 18.000'in üstünde kadını kapsamıştır ve bu çalışmaların sonunda aşının yeni enfeksiyona karşı %92 ve persistan enfeksiyona karşı %100 koruyuculuğu olduğu saptanmıştır. Merck firması ise HPV tip 6, 11, 16 ve 18'e karşı aşı geliştirmiş (Gardasil) ve bu aşı ile 25.000 kadın aşılanarak persistan enfeksiyondan %100 korunabildiği gösterilmiştir[2]. Halen Amerikan İlaç Gıda Dairesi (FDA) ve Avrupa Komisyonu tip 6, tip 11, tip 16 ve tip 18 içeren insan papillomavirus aşısını servikal kanserlerin, yüksek dereceli servikal displazinin, prekanseröz servikal lezyonun, prekanseröz vulvar displastik lezyonların ve yaygın genital siğillerin (kondiloma akuminata) önlenmesi için onaylamıştır. Bu aşı 11-12 yaşlarında 3 doz olarak uygulanmaktadır. Günümüzde HPV tip 16 ve tip 18, içeren başka bir aşı onaylanmıştır. Profilaktik HPV aşılarının rutin servikal tarama ile birlikte HPV ile ilişkili morbidite ve mortalite üzerinde çarpıcı etkileri olacağı öngörülmektedir[2]. Virus her kadında enfeksiyon ve buna sekonder kansere neden olabildiğinden, HPV aşısı için bir risk grubu söz konusu değildir. Hedef 9-26 yaş grubundaki her kadının mümkünse ilk cinsel ilişkiden önce, değilse mümkün olan en kısa sürede aşılanmasıdır. Hepatit B aşısında risk grubu aşılaması ile hastalık insidansının azaltılamaması deneyimi de HPV aşısının yaygın kullanılması gereksinimini ortaya çıkarmaktadır.[5]. Öte yandan HPV enfeksiyonu erkeklerde de görüldüğünden, aşının yalnızca kız çocuklara yapılmasının yeterli olup olmayacağı, aynı yaş grubundaki erkeklerin de aşılanmasının gerekliliği tartışma konusudur[6]. Kaynaklar ^ a b c d Güner H, Taşkıran Ç. Epidemiology of cervical cancer and the role of human papilloma virus. Türk Jinekoloji ve Obstetrik Derneği Dergisi 2007; 4(1):11-19. ^ a b c d Salman N. İnsan papilloma virus aşısı. ANKEM Derg 2007;21(Ek 2):99-101. ^ a b c d e Cutts FT, Franceschi S, Goldie S, Castellsague X, de Sanjose S, Garnett G, Edmunds WJ, Claeys P, Goldenthal KL, Harper DM, Markowitz L. Human papillomavirus and HPV vaccines: a review. Bulletin of the world health organization 2007; 85:719-726. ^ a b c d Akhan SE. Ülkemizde servikal kanser epidemiyolojisi ve HPV serotipleri. ankem derg 2007; 21(ek 2):96-98. ^ a b c d e f g h Ceyhan M. İnsan papilloma virusu (HPV) aşısı uygulamasında ülkemizde mevcut problemler. ANKEM Derg 2007; 21(Ek 2):102-104. ^ a b c d e f Bilir N. Serviks kanseri kontrolü çalışmaları ve HPV aşısı. Halk sağlığı uzmanları derneği teknik raporları no: 03 / 2007. ^ a b c Ault KA. Epidemiology and natural history of human papillomavirus infections in the female genital tract. Hindawi publishing corporation İnfections disease in obstetrics and gynecology 2006; article id 40470:1-5. ^ Centers for Disease control and prevention. Genital HPV infection-CDC fact sheet. Centers for disease control and prevention. 2004. ^ Akhan SE. Ülkemizde servikal kanser epidemiyolojisi ve HPV serotipleri. ankem derg 2007; 21(ek 2):96-98. ^ Skinner SR, Garland SN, Stanley MA, Pitts M, Quinn MA. Human papillomavirus vaccination fort he prevention of cervical neoplasia: is it appropriate to vaccinate women older than 26? MJA 2008; 188 (4):238-242.

http://www.biyologlar.com/insan-papilloma-virusu

Tropikal Kelebekler

Tropikal Kelebekler

The Butterfly Conservatory: Tropical Butterflies Alive in Winter, an annual favorite visited by millions of children and adults, returns to the American Museum of Natural History. Visitors can mingle with up to 500 live butterflies among tropical flowers and vegetation. Watch as Hazel Davies, AMNH's Manager of Living Exhibits, and Whitney Doreen Ortiz walk through the vivarium and interact with butterflies from around the world -- blue morphos, striking scarlet swallowtails and large owl butterflies.

http://www.biyologlar.com/tropikal-kelebekler

Restoring vision with stem cells

Restoring vision with stem cells

Age-related macular degeneration (AMRD) could be treated by transplanting photoreceptors produced by the directed differentiation of stem cells, thanks to findings published today by Professor Gilbert Bernier of the University of Montreal and its affiliated Maisonneuve-Rosemont Hospital. ARMD is a common eye problem caused by the loss of cones. Bernier's team has developed a highly effective in vitro technique for producing light sensitive retina cells from human embryonic stem cells. "Our method has the capacity to differentiate 80% of the stem cells into pure cones," Professor Gilbert explained. "Within 45 days, the cones that we allowed to grow towards confluence spontaneously formed organised retinal tissue that was 150 microns thick. This has never been achieved before." In order to verify the technique, Bernier injected clusters of retinal cells into the eyes of healthy mice. The transplanted photoreceptors migrated naturally within the retina of their host. "Cone transplant represents a therapeutic solution for retinal pathologies caused by the degeneration of photoreceptor cells," Bernier explained. "To date, it has been difficult to obtain great quantities of human cones." His discovery offers a way to overcome this problem, offering hope that treatments may be developed for currently non-curable degenerative diseases, like Stargardt disease and ARMD. "Researchers have been trying to achieve this kind of trial for years," he said. "Thanks to our simple and effective approach, any laboratory in the world will now be able to create masses of photoreceptors. Even if there's a long way to go before launching clinical trials, this means, in theory, that will be eventually be able to treat countless patients." The findings are particularly significant in the light of improving life expectancies and the associated increase in cases of ARMD. ARMD is in fact the greatest cause of blindness amongst people over the age of 50 and affects millions of people worldwide. And as we age, it is more and more difficult to avoid - amongst people over 80, this accelerated aging of the retina affects nearly one in four. People with ARMD gradually lose their perception of colours and details to the point that they can no longer read, write, watch television or even recognize a face. ARMD is due to the degeneration of the macula, which is the central part of the retina that enables the majority of eyesight. This degeneration is caused by the destruction of the cones and cells in the retinal pigment epithelium (RPE), a tissue that is responsible for the reparation of the visual cells in the retina and for the elimination of cells that are too worn out. However, there is only so much reparation that can be done as we are born with a fixed number of cones. They therefore cannot naturally be replaced. Moreover, as we age, the RPE's maintenance is less and less effective - waste accumulates, forming deposits. "Differentiating RPE cells is quite easy. But in order to undertake a complete therapy, we need neuronal tissue that links all RPE cells to the cones. That is much more complex to develop," Bernier explains, noting nonetheless that he believes his research team is up to the challenge. Bernier has been interested in the genes that code and enable the induction of the retina during embryonic development since completing his PhD in Molecular Biology in 1997. "During my post-doc at the Max-Planck Institute in Germany, I developed the idea that there was a natural molecule that must exist and be capable of forcing embryonic stem cells into becoming cones," he said. Indeed, bioinformatic analysis led him to predict the existence of a mysterious protein: COCO, a "recombinational" human molecule that is normally expressed within photoreceptors during their development. In 2001, he launched his laboratory at Maisonneuve-Rosemont Hospital and immediately isolated the molecule. But it took several years of research to demystify the molecular pathways involved in the photoreceptors development mechanism. His latest research shows that in order to create cones, COCO can systematically block all the signalling pathways leading to the differentiation of the other retinal cells in the eye. It's by uncovering this molecular process that Bernier was able to produce photoreceptors. More specifically, he has produced S-cones, which are photoreceptor prototypes that are found in the most primitive organisms. Beyond the clinical applications, Professor Bernier's findings could enable the modelling of human retinal degenerative diseases through the use of induced pluripotent stem cells, offering the possibility of directly testing potential avenues for therapy on the patient's own tissues. Source: University of Montreal http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/restoring-vision-with-stem-cells

How an RNA gene silences a whole chromosome

How an RNA gene silences a whole chromosome

Researchers at Caltech have discovered how an abundant class of RNA genes, called long non-coding RNAs (lncRNAs, pronounced link RNAs) can regulate key genes. By studying an important lncRNA, called Xist, the scientists identified how this RNA gathers a group of proteins and ultimately prevents women from having an extra functional X-chromosome--a condition in female embryos that leads to death in early development. These findings mark the first time that researchers have uncovered the detailed mechanism of action for lncRNA genes. "For years, we thought about genes as just DNA sequences that encode proteins, but those genes only make up about 1 percent of the genome. Mammalian genomes also encode many thousands of lncRNAs," says Assistant Professor of Biology Mitch Guttman, who led the study published online in the April 27 issue of the journal Nature. These lncRNAs such as Xist play a structural role, acting to scaffold--or bring together and organize--the key proteins involved in cellular and molecular processes, such as gene expression and stem cell differentiation. Guttman, who helped to discover an entire class of lncRNAs as a graduate student at MIT in 2009, says that although most of these genes encoded in our genomes have only recently been appreciated, there are several specific examples of lncRNA genes that have been known for decades. One well-studied example is Xist, which is important for a process called X chromosome inactivation. All females are born with two X chromosomes in every cell, one inherited from their mother and one from their father. In contrast, males only contain one X chromosome (along with a Y chromosome). However, like males, females only need one copy of each X-chromosome gene--having two copies is an abnormality that will lead to death early during development. The genome skirts these problems by essentially "turning off" one X chromosome in every cell. Previous research showed that Xist is essential to this process and does this by somehow preventing transcription, the initial step of the expression of genes on the X chromosome. However, because Xist is not a traditional protein-coding gene, until now researchers have had trouble figuring out exactly how Xist stops transcription and shuts down an entire chromosome. "To start to make sense of what makes lncRNAs special and how they can control all of these different cellular processes, we need to be able to understand the mechanism of how any lncRNA gene can work. Because Xist is such an important molecule and because so much is known about what it does, it seemed like a great system to try to dissect the mechanisms of how it and other lncRNAs work," Guttman says. lncRNAs are known to corral and organize the proteins that are necessary for cellular processes, so Guttman and his colleagues began their study of the function of Xist by first developing a technique to find out what proteins it naturally interacts with in the cell. With a new method, called RNA antisense purification with mass spectrometry (RAP-MS), the researchers extracted and purified Xist lncRNA molecules, as well as the proteins that directly interact with Xist, from mouse embryonic stem cells. Then, collaborators at the Proteome Exploration Laboratory at Caltech applied a technique called quantitative mass spectrometry to identify those interacting proteins. "RNA usually only obeys one rule: binding to proteins. RAP-MS is like a molecular microscope into identifying RNA-protein interactions," says John Rinn, associate professor of stem cell and regenerative biology at Harvard University, who was not involved in the study. "RAP-MS will provide critically needed insights into how lncRNAs function to organize proteins and in turn regulate gene expression." Applying this to Xist uncovered 10 specific proteins that interact with Xist. Of these, three--SAF-A (Scaffold attachment factor-A), LBR (Lamin B Receptor), and SHARP (SMRT and HDAC associated repressor protein)--are essential for X chromosome inactivation. "Before this experiment," Guttman says, "no one knew a single protein that was required by Xist for silencing transcription on the X chromosome, but with this method we immediately found three that are essential. If you lose any one of them, Xist doesn't work--it will not silence the X chromosome during development." The new findings provide the first detailed picture of how lncRNAs work within a cellular process. Through further analysis, the researchers found that these three proteins performed three distinct, but essential, roles. SAF-A helps to tether Xist and all of its hitchhiking proteins to the DNA of the X chromosome, at which point LBR remodels the chromosome so that it is less likely to be expressed. The actual "silencing," Guttman and his colleagues discovered, is done by the third protein of the trio: SHARP. To produce functional proteins from the DNA (genes) of a chromosome, the genes must first be transcribed into RNA by an enzyme called RNA polymerase II. Guttman and his team found that SHARP leads to the exclusion of polymerase from the DNA, thus preventing transcription and gene expression. This information soon may have clinical applications. The Xist lncRNA silences the X chromosome simply because it is located on the X chromosome. However, previous studies have demonstrated that this RNA and its silencing machinery can be used to inactivate other chromosomes--for example, the third copy of chromosome 21 that is present in individuals with Downs' syndrome. "We are starting to pick apart how lncRNAs work. We now know, for example, how Xist localizes to sites on X, how it silences transcription, and how it can change DNA structure," Guttman says. "One of the things that is really exciting for me is that we can potentially leverage the principles used by lncRNAs, move them around in the genome, and use them as therapeutic agents to target specific defective pathways in disease." "But I think the real reason why this is so important for our field and even beyond is because this is a different type of regulation than we've seen before in the cell--it is a vast world that we previously knew nothing about," he adds. Source: California Institute of Technology http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/how-an-rna-gene-silences-a-whole-chromosome

Shiny fish skin inspires nanoscale light reflectors

Shiny fish skin inspires nanoscale light reflectors

A nature-inspired method to model the reflection of light from the skin of silvery fish and other organisms may be possible, according to Penn State researchers. Such a technique may be applicable to developing better broadband reflectors and custom multi-spectral filters for a wide variety of applications, including advanced optical coatings for glass, laser protection, infrared imaging systems, optical communication systems and photovoltaics, according to Douglas Werner, John L. and Genevieve H. McCain Chair Professor in Electrical Engineering, Penn State. The proposed model also contributes to the understanding of the reflective layering in the skin of some organisms. The shiny skins of certain ribbonfish reflect light across a broad range of wavelengths, giving them a brilliant metallic appearance. The reflectivity is the result of stacked layers of crystalline organic compounds embedded in their skin's cytoplasm. Some organisms with metallic sheens have layers that are stacked in a regular pattern, while others, including the ribbonfish, have stacking patterns described as "chaotic" or random. The Penn State team determined that the stacking is not completely random and developed mathematical algorithms to replicate those patterns in semiconductor materials. "We are proposing a model that uses fractal geometry to describe the layering in the biological structure of silvery fish," says Jeremy Bossard, postdoctoral researcher in electrical engineering, Penn State. "While we are not trying to reproduce the structure found in nature, the same model could guide the design of devices such as broadband mirrors." Fractals have been called the "geometry of nature" because they can help describe the irregular but self-similar patterns that occur in natural objects such as branching tree limbs. The researchers use a one-dimensional fractal, known as a Cantor bar fractal, which is a line divided by spaces or gaps. Normally, Cantor fractals appear to be very regular, but when random changes are introduced to the geometry, a more complex pattern emerges. The pattern resembles the layering of reflective layers in ribbonfish skin. "There is an underlying pattern, but there is randomness built in," says Bossard, "similar to the way that living trees have an overall fractal pattern but do not grow symmetrically." The researchers then use another nature-inspired computational method called a genetic algorithm that mimics Darwinian evolution to create successive generations of fractal patterns from the parent patterns. Over approximately 100 generations, the patterns converge on the best design to meet all the target requirements. Using these fractal random Cantor bars and the genetic algorithm, the researchers were able to mathematically generate patterns targeting optical functions in the mid-infrared and near-infrared ranges, including broadband reflection. They propose that the design approach could be used to develop nanoscale stacks with customized reflective spectra. The research results are reported in the January 13, 2016 issue of the Journal of the Royal Society Interface in "Evolving random fractal Cantor superlattices for the infrared using a genetic algorithm." Lan Lin, a recent Ph.D. graduate in electrical engineering, also contributed to the work and performed materials fabrication and characterization for the project. Source: Penn State http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/shiny-fish-skin-inspires-nanoscale-light-reflectors

Tough times for the tree of life on coral reefs

Tough times for the tree of life on coral reefs

Marine scientists are calling for a re-think of how marine protected areas (MPAs) are planned and coordinated, following a global assessment of the conservation of tropical corals and fishes. Researchers from the Australian Research Council Centre of Excellence for Coral Reef Studies (Coral CoE), at James Cook University in Townsville, analysed the extent to which the evolutionary histories of corals and fishes are protected, rather than looking at individual species. "Our interest was in evolutionary branches of the tree of life, rather than the traditional focus on rare, threatened or endemic species," said Professor David Bellwood from the Coral CoE. "In particular we were interested in the longer branches, which represent the greater proportion of evolutionary history. "When we looked at tropical Marine Protected Areas from that perspective, we found that protection of corals and fishes falls significantly short of the minimum conservation target of protecting 10 per cent of their geographic ranges. "Just one sixteenth of hard corals species are afforded that minimum level of protection, and for fishes - the wrasses - less than a quarter reach minimum protection levels." Professor Bellwood said that while it was still useful to focus on the conservation of rare, threatened and endemic species, planning protected areas around evolutionary history helped provide a deeper perspective. "In effect, we are looking at protecting the reef equivalent of cultural heritage, the critically important history of living organisms," he said. "It is not just species that need protection but the genetic history that they contain. In a changing world this evolutionary diversity is likely to be increasingly important, as reefs respond to new challenges. The researchers found that the shortfall in protection for corals was greatest in the Atlantic and the Eastern Pacific. For fishes, the highest concentrations of poor protection are in the Western Indian Ocean and the Central Pacific. "Even though our estimates are highly conservative, the inescapable conclusion is that most evolutionary branches of the tree of life on coral reefs are inadequately protected by the current system of Marine Protected Areas," Professor Bellwood said. Around 830,000 multi-cellular species call the world's threatened coral reefs home, and half a billion people rely on the reefs for ecosystem services including food security, income and protection against natural hazards. "MPAs continue to provide important and essential protection to certain species and habitats, but the bigger evolutionary picture needs to be considered in planning and coordinating the choice and location of future protected areas," Professor Bellwood said. "This is especially important in light of chronic decline due to deteriorating water quality and periodic damage by coral bleaching and cyclones." Source: ARC Centre of Excellence in Coral Reef Studies http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/tough-times-for-the-tree-of-life-on-coral-reefs

Herpes outbreak, other marine viruses linked to coral bleaching event

Herpes outbreak, other marine viruses linked to coral bleaching event

A study at Oregon State University has concluded that significant outbreaks of viruses may be associated with coral bleaching events, especially as a result of multiple environmental stresses. One such event was documented even as it happened in a three-day period. It showed how an explosion of three viral groups, including a herpes-like virus, occurred just as corals were bleaching in one part of the Great Barrier Reef off the east coast of Australia. The findings, reported in Frontiers in Microbiology, take on special significance as the world is now experiencing just the third incidence ever recorded of coral bleaching on a global scale, according to the National Oceanic and Atmospheric Administration, or NOAA. Coral bleaching can occur when corals are exposed to stressful environmental conditions, such as warmer water, overfishing or pollution. This can cause them to expel symbiotic algae that live in their tissues and lose their color. The coral loses its major source of food and is more susceptible to disease. In severe or prolonged cases the bleaching can be lethal to the corals. "People all over the world are concerned about long-term coral survival," said Rebecca Vega-Thurber, an assistant professor of microbiology in the OSU College of Science and corresponding author on the study. "This research suggests that viral infection could be an important part of the problem that until now has been undocumented, and has received very little attention." In a natural experiment, an area of corals on the Great Barrier Reef was exposed to high levels of ultraviolet light at low tides during a period of heavy rain and high temperatures, all of which are sources of stress for the corals. At that time, viral loads in those corals exploded to levels 2-4 times higher than ever recorded in corals, and there was a significant bleaching event over just three days. The viruses included retroviruses and megaviruses, and a type of herpes virus was particularly abundant. Herpes viruses are ancient and are found in a wide range of mammals, marine invertebrates, oysters, corals and other animals. The findings, Vega-Thurber said, suggest that a range of stresses may have made the corals susceptible to viral attack, particularly high water temperatures such as those that can be caused by an El Nino event and global warming. "This is bad news," Vega-Thurber said. "This bleaching event occurred in a very short period on a pristine reef. It may recover, but incidents like this are now happening more widely all around the world." Last year, NOAA declared that the world was now experiencing its third global coral bleaching event, the last two being in 1998 and again in 2010. The current event began in the northern Pacific Ocean in 2014, moved south during 2015, and may continue into this year, NOAA officials said. NOAA estimated that by the end of last year, almost 95 percent of U.S. coral reefs were exposed to ocean conditions that can cause corals to bleach. If corals die, there will be less shoreline protection from storms, and fewer habitats for fish and other marine life. Viruses are abundant, normal and diverse residents of stony coral colonies, the researchers noted in their study. Viruses may become a serious threat only when their numbers reach extremely high levels, which in this case was associated with other stressful environmental conditions, scientists said. Source: Oregon State University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/herpes-outbreak-other-marine-viruses-linked-to-coral-bleaching-event

Researchers build molecule that could significantly reduce brain damage in stroke victims

Researchers build molecule that could significantly reduce brain damage in stroke victims

Research teams separated by 14 hours and 9,000 miles have collaborated to advance prospective treatment for the world's second-leading cause of death. University of Nebraska-Lincoln chemists partnered with medical researchers from the National University of Singapore to develop a molecule that can inhibit an enzyme linked with the onset of stroke. Most strokes occur when a disruption of blood flow prevents oxygen and glucose from reaching brain tissue, ultimately killing neurons and other cells. The team found that its molecule, known as 6S, reduced the death of brain tissue by as much as 66 percent when administered to the cerebrum of a rat that had recently suffered a stroke. It also appeared to reduce the inflammation that typically accompanies stroke, which the World Health Organization has estimated kills more than 6 million people annually. "The fact that this inhibitor remained effective when given as post-stroke treatment ... is encouraging, as this is the norm in the treatment of acute stroke," the researchers reported in a March 9 study published by the journal ACS Central Science. The inhibitor works by binding to cystathionine beta-synthase, or CBS - an enzyme that normally helps regulate cellular function but can also trigger production of toxic levels of hydrogen sulfide in the brain. Though hydrogen sulfide is an important signaling molecule at normal concentrations, stroke patients exhibit elevated concentrations believed to initiate the brain damage they often suffer. Chemist David Berkowitz and his UNL colleagues modeled their inhibitor on a naturally occurring molecule produced by the CBS enzyme, tailoring the molecule's structure to improve its performance. By swapping out functional groups of atoms known as amines with hydrazines, the team ultimately increased the inhibitor's binding time from less than a second to hours. "We wanted a compound that would bind well, specifically to this enzyme," said Berkowitz, a Willa Cather Professor of chemistry. "But we also wanted one that could be synthesized easily. Those are two very different considerations." Berkowitz and his colleagues achieved the latter goal, in part, by plucking out the molecule's carbon-sulfur bond and replacing it with a double bond. Slicing that double bond gave the researchers two identical halves of the molecule. With the assistance of a Nobel Prize-winning technique called cross-metathesis, the team was then able to "synthesize two halves of the molecule for the price of one," Berkowitz said. To test the effectiveness of the 6S molecule in treating stroke, Berkowitz and fellow UNL chemist Christopher McCune reached out to Peter Wong, professor of pharmacology at the National University of Singapore. "We started researching this and came upon Peter's work pretty quickly," Berkowitz said. "We saw that he was one of the protagonists, one of the guys who is on the leading edge of understanding how (hydrogen sulfide) signaling works." Though the research teams have never actually met in person, Berkowitz said videoconferencing and a steady stream of emails have helped overcome the barriers of time and distance. In the process, he said, each team has developed a profound appreciation for the other's work. "Peter ended up latching onto the chemistry more than we did, and we ended up latching onto the biology," Berkowitz said. "It's actually been really fun. These are two kinds of science that are pretty far apart, and that's probably the most exciting thing about this: the interdisciplinary nature." Because the 6S inhibitor has demonstrated its effects in cell cultures and the brain tissue of rats, Berkowitz cautioned that it represents just an initial step toward developing a stroke-treating drug for humans. However, he said the proof-of-principle experiments effectively illustrate the concept's promise. Berkowitz also expressed optimism that the synthesis method detailed in the study could streamline the more general production of enzyme-targeting inhibitors. "We started out with a very fundamental-science perspective on understanding the chemistry of this whole class of vitamin B6-dependent enzymes," he said. "We're in a good place now, because that science has allowed us to make these inhibitors and many others. We're now working on several enzymes that may represent important targets for translation of the basic inhibitor chemistry into truly therapeutic goals." Source: University of Nebraska-Lincoln http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/researchers-build-molecule-that-could-significantly-reduce-brain-damage-in-stroke-victims

West Coast scientists sound alarm for changing ocean chemistry

West Coast scientists sound alarm for changing ocean chemistry

The ocean chemistry along the West Coast of North America is changing rapidly because of global carbon dioxide emissions, and the governments of Oregon, California, Washington and British Columbia can take actions now to offset and mitigate the effects of these changes. That is the conclusion of a 20-member panel of leading West Coast ocean scientists, who presented a comprehensive report on Monday outlining a series of recommendations to address the increase in ocean acidification and hypoxia, or extremely low oxygen levels. "Ocean acidification is a global problem that is having a disproportionate impact on productive West Coast ecosystems," said Francis Chan, an Oregon State University marine ecologist and co-chair of the West Coast Ocean Acidification and Hypoxia Science Panel. "There has been an attitude that there is not much we can do about this locally, but that just isn't true. A lot of the solutions will come locally and through coordinated regional efforts." Ocean acidification and hypoxia are distinct phenomena that trigger a wide range of effects on marine ecosystems. They frequently occur together and represent two important facets of global ocean changes that have important implications for Oregon's coastal oceans. Among the panel's recommendations: Develop new benchmarks for near-shore water quality as existing criteria were not developed to protect marine organisms from acidification; Improve methods of removing carbon dioxide from seawater through the use of kelp beds, eel grass and other plants; Enhance coastal ecosystems' ability to adapt to changing ocean chemistry through better resource management, including marine reserves, adaptive breeding techniques for shellfish, and other methods. "Communities around the country are increasingly vulnerable to ocean acidification and long-term environmental changes," said Richard Spinrad, chief scientist for the National Oceanic and Atmospheric Administration, and former OSU vice president for research. "It is crucial that we comprehend how ocean chemistry is changing in different places, so we applaud the steps the West Coast Ocean Acidification and Hypoxia Science Panel has put forward in understanding and addressing this issue. We continue to look to the West Coast as a leader on understanding ocean acidification." Chan said regional awareness of the impact of changing ocean chemistry started in Oregon. Some of the first impacts were seen about 15 years ago when the state began experiencing seasonal hypoxia, or low-oxygen water, leading to some marine organism die-offs. Then the oyster industry was confronted with high mortality rates of juvenile oysters because of increasingly acidified water. It turns out that Oregon was on the leading edge of a much larger problem. "It was a wakeup call for the region, which since has spread up and down the coast," said Chan, an associate professor in the Department of Integrative Biology in OSU's College of Science. California responded to this call, and in partnership with Oregon, Washington and British Columbia, convened a panel of scientific experts to provide advice on the issue. The panel worked with federal and state agencies, local organizations and higher education institutions to identify concerns about ocean acidification and hypoxia, then developed a series of recommendations and actions that can be taken today. "One of the things all of the scientists agree on is the need for better ocean monitoring or 'listening posts,' up and down the West Coast," said Jack Barth, a professor and associate dean in OSU's College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences and a member of the panel. "It is a unifying issue that will require participation from state and federal agencies, as well as universities, ports, local governments and NGOs." Barth said one such "listening post" has been the Whiskey Creek Shellfish Hatchery in Netarts Bay, Oregon, which was able to solve the die-off of juvenile oysters with the help of OSU scientists George Waldbusser and Burke Hales, who both served on the 20-member panel. Together, they determined that the ocean chemistry changed throughout the day and by taking in seawater in the afternoon, when photosynthesis peaked and CO2 levels were lower, juvenile oysters could survive. The West Coast is a hotspot for acidification because of coastal upwelling, which brings nutrient-rich, low-oxygen and high carbon dioxide water from deep in the water column to the surface near the coast. These nutrients fertilize the water column, trigger phytoplankton blooms that die and sink to the bottom, producing even more carbon dioxide and lowering oxygen further. "We're just starting to see the impacts now, and we need to accelerate what we know about how increasingly acidified water will impact our ecosystems," said panel member Waldo Wakefield, a research fisheries biologist with NOAA Fisheries in Newport and courtesy associate professor in OSU's College of Earth, Ocean, and Atmospheric Sciences. "There's a lot at stake. West Coast fisheries are economic drivers of many coastal communities, and the seafood we enjoy depends on a food web that is likely to be affected by more corrosive water." Last year, OSU researchers completed the deployment of moorings, buoys and gliders as part of the Endurance Array - a component of the $386 million National Science Foundation-funded Ocean Observatories Initiative, created to address ocean issues including acidification. These and other ocean-monitoring efforts will be important to inform policy-makers about where to best focus their adaptation and mitigation strategies. "The panel's findings provide a road map to help us prepare for the changes ahead," said Gabriela Goldfarb, natural resource policy adviser to Oregon Gov. Kate Brown. "How Oregon and the West Coast address ocean acidification will inform those confronting this issue around the country and world." "With the best scientific recommendations in hand from the science panel, we now have the information on which to base our future management decisions," added Caren Braby, marine resource manager at the Oregon Department of Fish and Wildlife. "These are practical recommendations natural resource managers and communities can use to ensure we continue to have the rich and productive ecosystem Oregonians depend on for healthy fisheries, our coastal culture and economy." Source: Oregon State University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/west-coast-scientists-sound-alarm-for-changing-ocean-chemistry

Perfecting a viral pack mule

Perfecting a viral pack mule

Viruses aren't always bad. In fact, scientists can harness the capabilities of some viruses for good--modifying the viruses to carry drug molecules, for example. One useful virus has been cowpea mosaic virus (CPMV), a plant pathogen that can be modified to aid in tumor detection and even chemotherapy. In a new study, published online ahead of print in the journal Structure, researchers at The Scripps Research Institute (TSRI) report that, based on its structure, a hollowed-out version of CPMV could also be effective in human therapies. "By studying the structure of the viral particles, we can get important information for transforming this plant virus into a useful therapeutic," said TSRI Associate Professor Vijay Reddy, senior author of the study. An 'Empty' Virus TSRI researchers have studied CPMV for decades. In fact, the structure of the virus was first determined in the lab of TSRI Professor Jack Johnson, who also served as a co-author on the new study. CPMV is an especially useful drug delivery agent because it has about 300 different sites on its external and internal surfaces where researchers can attach molecules. Because CPMV is a plant virus, it is harmless to humans. To eliminate any lingering concerns of viral genomes entering the human body, scientists have created "empty" versions of CPMV, called eVLPs (empty virus-like particles), which lack the virus's genetic material. "The eVLP is no longer a virus; it is just a protein capsule," explained Reddy. The question has been whether eVLPs of CPMV retain the same structure in the absence of viral genome as natural CPMV viral particles. Able to Carry the Load In the new study, Reddy and his colleagues used an imaging technique called x-ray crystallography to create a high-resolution image of the 3D structure of CPMV eVLPs. The image showed the structures of eVLP particles are very similar to CPMV particles, giving scientists the go-ahead to use the same modification strategies on both. This finding was in sync with a previous study showing eVLPs at a lower resolution. The current study also revealed a new detail on both eVLPs and CPMV virus particles. Mass-spectrometry-based proteomics analysis identified multiple proteolytic cleavage sites--a spot where amino acids are cut off--on one of the proteins on the particle surface. Previous research had indicated only one such cleavage site in this region, not three. With the new information, researchers know not to add crucial molecules to those amino acids in case they get clipped off too. Reddy said the new study opens the door to future research on using eVLPs to carry drug molecules and designing customized vaccines. Source: Scripps Research Institute http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/perfecting-a-viral-pack-mule

Spider and centipede venom evolved from insulin-like hormone

Spider and centipede venom evolved from insulin-like hormone

Funnel-web spider venom contains powerful neurotoxins that instantly paralyze prey (usually insects). Millions of years ago, however, this potent poison was just a hormone that helped ancestors of these spiders regulate sugar metabolism, similar to the role of insulin in humans. Surprisingly, this hormone's weaponization--described on June 11 in the journal Structure--occurred in arachnids as well as centipedes, but in different ways. Researchers at the University of Queensland in Australia and Lewis & Clark College in Portland, Oregon, made the connection while screening for similarities between the venom proteins and other molecules. They found that even though the toxins and the hormone had different genetic sequences, they had similar molecular shapes. "If you take the sequence of the spider toxin and you do a BLAST search, the hormone is so different now that you don't pull it out," said study senior author Glenn King, a biochemist and structural biologist at the University of Queensland's Institute for Molecular Bioscience. "But when we did a structural search and it pulled up the hormone, that's what really surprised us--the sequence didn't tell us where the toxins evolved from, but the structure did pretty clearly." Knowing a toxin's past is useful for the development of new pharmaceuticals and bioinsecticides. Venom molecules are extremely complex (some are made up of over 3,000 peptides), so once the structure is known, researchers such as King can more easily "evolve" a toxin by making changes to its sequence to add or remove functions. The products of such experiments have yielded blood pressure drugs, analgesics, and bioinsecticides--all organically based and so naturally break down. King's group found that centipede venom has more subtle alterations of the hormone that make it more stable and therefore a better engineering template. He is collaborating with biological and chemical engineer Jennifer Cochran at Stanford University to conduct these in vitro evolution experiments on the spider and centipede toxins. The goal is to take away their toxicity and find opportunities to use them to solve agricultural or medical problems. One question that remains is how a body protein evolved into a weapon. King hypothesizes that the hormone may have been recruited into an ancient arthropod's venom to cause adverse effects in prey. "If a hormone does something bad to prey, you might recruit it into the venom and make lots of it," he says. "That's the starting point and it can then evolve to become more potent." In an example of convergent evolution, centipedes and spider neurotoxins used different strategies to turn the hormone into a potent neurotoxin. Both arthropods also have multiple versions of the venom molecules; a sign that they have been successful enough for new functions to be added on over evolutionary time. Source: Cell Press http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/spider-and-centipede-venom-evolved-from-insulin-like-hormone

Türkiye Zootekni Bölümlerinde Hayvan Davranışları Bilimi

Hayvan davranışları bilimi bakımından Türkiye’de son yıllarda sevindirici gelişmeler yaşanmaktadır. Lisans ve lisansüstü ders olarak hayvan davranışları, zootekni bölümü olan neredeyse tüm üniversitelerde okutulmaya başlanmıştır. Genellikle lisansta zorunlu ders olarak genel hayvan davranışları verilmekte, lisansüstünde ise seçmeli ders olarak türlere özgü davranış dersleri yer almaktadır. Ülkemizde davranış derslerinin türlere özgünleşmesi ilginçtir. Zira ülkemize kıyasla hayvan davranışları biliminin çok daha eski bir geçmişi olmasına rağmen batı ülkelerinde türlere ilişkin ayrı derslere neredeyse rastlanmamaktadır. Zootekni öğretiminin yapılanması ve bu konudaki ulusal alışkanlıklarımız ile ilişkilendirilebilecek bu oluşum aynı zamanda ülkemizde temel davranış çalışmalarına olan ilginin yetersizliğini de açıklamaktadır. Ülkemiz zootekni bölümlerinde hayvan davranışları konusunda yapılan ve Science Citation Index tarafından değerlendirmeye alınan dergilerde yayınlanan çalışmalara bakıldığında ilk yayının 1999 tarihli olduğu görülmektedir (Çam ve ark., 1999). Aynı yazarların daha sonraları davranış konularında yayınlarına rastlanmamaktadır. Bu çalışmayı, güncel değerlendirme makalesinin yazar(lar)ının da içerisinde bulunduğu 2001, 2002 ve 2003 tarihli üç araştırma makalesi izlemektedir (Savaş ve ark, 2001; Yurtman ve ark., 2002; Karaağaç ve ark., 2003). Kasım 2007 tarihi itibarıyla SCI tarafından taranan dergilerde hayvan davranışları konusunda yayınlanan Türkiye adresli toplam makale sayısı 21’dir. Makale sayıları bakımdan, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü (Savaş ve ark., 2001; Yurtman ve ark., 2002; Uğur ve ark., 2004; Savaş ve ark., 2007; Tölü ve Savaş, 2007; Atasoglu ve ark., 2007), Mustafa Kemal Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü (Keskin ve ark., 2004; Keskin ve ark., 2005; Tapkı ve Şahin, 2006, Tapkı ve ark., 2006) ve Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü’nden (Yanar ve ark., 2006; Metin ve ark., 2006; Güler ve ark., 2006) araştırma gruplarının çalışmaları dikkat çekmektedir. Anılan çalışmaların yarıya yakın bir bölümü pür uygulamalı etolojik çalışmalar olarak değerlendirilebilirler. Diğer çalışmalarda ise davranış özellikleri daha ziyade ikincil, yada destekleyici biyolojik göstergeler olarak kullanılmışlardır. Söz konusu çalışmalar türler bazında incelendiğinde küçükbaş hayvanların ağırlıklı olduğu, bunları sığırların izlediği gözlenmektedir. Türkiye adresli ve SCI indeksli yayınlar içerisinde kanatlı türlerde, biri yumurtacı tavuk diğeri güvercin özdekli olan yalnızca iki çalışmaya rastlanmıştır (Karaağaç ve ark., 2003; Savaş ve ark., 2007). Bununla birlikte, ulusal dergilerde yayınlanmış olan bazı araştırma makaleleri ile (Savaş ve Şamlı, 2000) yine bu konuda yürütülen tez çalışmalarına (Köse, 2004) da ulaşmanın mümkün olabileceği düşünülmektedir. Her ne kadar TÜBİTAK ULAKBİM bu konuda önemli adımlar atmış olsa da, ne yazık ki, ulusal paylaşım ağımızın yetersizliği nedeni ile çalışmalara ulaşmak son derece güç olabilmektedir. Bu nedenlerle değerlendirmede sadece uluslararası paylaşım kolaylığına sahip süreli yayınlar dikkate alınmıştır. Bilim insanlarının çalışma alanlarının belirlenmesinde ulusal nitelikli bilimsel toplantılar iyi birer araçtır. Zira bilimsel projeler, proje başladıktan çok kısa sonrasında bu tip toplantılarda sunulurlar. Halbuki bu çalışmaların makaleye dönüşmesi çok daha uzun bir süre alabilir. Bu bağlamda hayvan davranışları bilim alanındaki çalışmaların gelişimini takip etmek açısından Ulusal Zootekni Bilim Kongrelerinde sunulan bildiriler iyi birer araç olabileceği düşünülmüş ve 2000 yılından sonra yapılan üç Ulusal Zootekni Bilim Kongresi (2002 Ankara, 2004 Isparta ve 2007 Van) incelenmiştir. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü’nce organize edilen III. Ulusal Zootekni Kongresi’ne toplam 167 bildiri sunulmuş olup, Hayvansal Üretim bunlardan biri küçükbaş diğeri balarısı özdeğinde olmak üzere, yalnızca iki tanesinin hayvan davranışları konusunu içerdiği gözlenmiştir. Süleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü’nün gerçekleştirdiği IV. Ulusal Zootekni Kongresi’nde ise toplam bildiri sayısı 174, hayvan davranışları konulu bildiri sayısı 13 e ulaşmıştır. Son yapılan Van Kongre’si değerlendirildiğinde, bir önceki kongreye göre %13,2’lik bir artışla (Ankara ile Isparta arasındaki toplam bildiri sayısı artışı %4,2) toplam bildiri sayısının 197, hayvan davranışlarını konu alan bildiri sayısının ise 17 olduğu görülmektedir. Kongrelere göre hayvan davranışlarını konu edinen bildiri sayısının toplam bildiri sayısına oranı sırasıyla %1,2, %7,5 ve %8,6’dır. Bu gelişme hayvan davranışları bilim dalı bakımından sevindiricidir. Zootekni, veteriner hekimlik ve biyoloji öğrencileri için önemli bir Türkçe kaynak durumunda olan ve Ege Üniversitesi Ziraat Fakültesi Zootekni Bölümü öğretim üyesi Prof. Dr. Erdinç Demirören tarafından kaleme alınan “Hayvan Davranışları” kitabı da, bu konuda bir ilk olması nedeniyle anılmadan geçilemez (Demirören, 2007). Ancak bir tek kitabın bilim dalı için yeterli olmadığı, hayvan davranışları alanında Türkçe kaynak sıkıntısı çekildiği de bir gerçektir. Sonuç Hayvan davranışları bilimi, hayvanların çevresel düzenlemelerinde yararlı bir araç olarak görülmektedir. Bu yararlanma, çevrenin hayvanın davranışlarına göre şekillendirilmesi yanında davranış bakımından mevcut çevre koşullarına uyum sağlayabilecek hayvanların ıslah edilmesi şeklinde iki yönlüdür. Sözkonusu bilim dalından yararlanmanın anılan her iki yönünün de birlikte ele alınması ön koşuldur. Zira hayvan bilimi içerisinde bu güne değin yapılan çalışmalar göstermiştir ki, ne tek başına çevreyi ne de tek başına hayvanın genetik yapısını “yetiştiricinin arzuları doğrultusunda” optimize etmek mümkün olmuştur. Dolayısıyla optimizasyon bütüncül bir yaklaşımı gerektirir. Bu bilim dalından üretilecek bilgi hayvanların yaşamlarını daha sağlıklı sürdürmelerini, üremelerini ve üretmelerini sağlayacaktır. Bunların ötesinde hayvanlarla ilgili hukuki düzenlemelerde de bu bilim dalının vazgeçilmez katkısı bulunmaktadır. Hayvan refahının gözetilmesi anlamında Hayvanları Koruma Kanunu’nda hayvan davranışları bilim dalına doğrudan atıfta bulunulmaktadır (Kanun No: 5199; Madde 3, 5, 8 ve10). Ancak çevresel düzenlemeleri insan kontrolünde olan hayvanların davranışlarının yalnızca uygulamaya dönük olarak ele alınması, hayvan davranışları bilim dalının gelişmesini olumsuz olarak etkiler. Bilim dalının sağlıklı olarak gelişmesi için, yetiştirme olgusu altında hayvanların davranışlarına yönelik temel çalışmalara da gereksinim vardır. İlgili davranışların ortaya çıkışında etkili mekanizmaların aydınlatılabilmesi için fizyolojiden genetiğe, gelişme biyolojisinden patolojiye kadar davranışa temel oluşturan alanların kapsamı içerisinde çalışmak kaçınılmaz gözükmektedir. Söz konusu yaklaşım tarzı aynı zamanda bu konuda yetişecek genç bilim insanlarının temel etolojiyi ve ilgili alt dallarını iyi öğrenmelerini de sağlayacak niteliktedir. Zootekni açısından hayvan davranışları bilim dalının Türkiye’de son yıllarda sergilediği gelişimin niteliği sevindirici ve umut vericidir. Ancak ve ne yazık ki, zootekni bilim camiası içerisinde yapılan sohbetlerden takip edilen bir şekilde, özellikle davranışın sayısallaştırılması ve akabinde istatistiksel değerlendirilmesi konusunda bilimcilerimizin sorunlar yaşadıkları, kimi zaman bu güçlüklerin araştırmacıları söz konusu alandan vazgeçmenin eşiğine getirdiği izlenimi, çalışmaların sürekliliği açısından endişe yaratmaktadır. Öncelikle belirtmek gerekir ki tüm Dünya’da bu konuda çalışmalar yetersizdir. Bu durum söz konusu alanda bilimsel çalışma yapmaktan vazgeçmeyi değil ilgili sorunların üzerine gitmeyi ve araştırma yapmayı gerektirir. Nitekim hayvan davranışları bilimi alanında yöntem konusunda da çalışmalara gereksinim vardır. Kaynaklar Ataşoğlu, C., Yurtman, İ. Y., Savaş, T., Gültepe, M., Özcan, O. 2008. Effect of weaning on behavior and serum parameters in dairy goat kids. Animal Science Journal 79(4): 435-442. Bessei, W. 1983. Die Bedeutung der Lorenzschen Instinktlehre in der Diskussion um eine verhaltensgerechte Unterbringung von Legehennen. Züchtungskunde 55: 222-232. Çam, M., Kuran, M., Selçuk, E. 1999. Effects of time spent near mothers postpartum on the behaviour of ewes and lambs and on the growth performance of lambs in Karayaka sheep. Turk. J. Vet. Anim. Sci. 23: 335-342. Darwin, C. 1990. Türlerin kökeni. (Çev. Öner Ünalan) Onur Yayınları, Şahin Matbaası, Ankara, ss 392. Dietl, G., Nürnberg, G., Reinsch, N. 2006. A note on a quantitative genetic approach for modeling of differentiation tasks. Appl. Anim. Behav. Sci. 100: 319–326. Demirören, E. 2007. Hayvan davranışları. II. Baskı. Ege Üniversitesi Ziraat Fakül. yayınları No:547, İzmir. Hayvansal Üretim 49(2), 2008 Hayvan Davranış Bilimi ve Zootekni: Tanım ve İzlem 41 Güler, O., Yanar, M., Bayram, B., Metin, J. 2006. Performance and health of dairy calves fed limited amounts of acidified milk replacer. S. African J. Anim. Sci. 36: 149-154 Immelmann, K., Ekkehard, P., Sossinka, R. 1996. Einführung in die Verhaltensforschung. Blackwell Wissenschafts-Verlag Berlin, Wien, pp 287. Karaağaç, F., Özcan, M., Savaş, T. 2003. Verlauf von aggressivem Picken und einigen Verhaltensmerkmalen in rangordnungsinstabilen Käfiggruppen bei Legehennen. Arch. Tierz. 46: 391-396 Keskin, M., Şahin, A., Biçer, O., Gül, S. 2004. Comparison of the behaviour of Awassi lambs in cafetaria feeding system with single diet feeding system. Appl. Anim. Behav. Sci. 85: 57-64. Keskin, M., Şahin, A., Biçer, O., Gül, S., Kaya, S., Sarı, A., Duru, M. 2005. Feeding behaviour of Awassi sheep and Shami (Damascus) goats. Tr. J. Vet. Anim. Sci. 29: 435-439. Köse, K.,2004. Devriye köpeği amaçlı kullanılan alman çoban köpeği ile Belçika çoban köpeği (Malinois) ırkı köpeklerin eğitim sürelerini etkileyen faktörler. Yüksek Lisans Tezi. Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Çanakkale, 56 s. Lorenz K. 1982 Vergleichende Verhaltensforschung. Grundlagen der Ethologie DTV Wissenschaft: München, pp 399. Lund, V., Coleman, G., Gunnarsson, S., Appleby, M. C., Karkinen, K. 2006. Animal welfare science—Working at the interface between the natural and social sciences. Appl. Anim. Behav. Sci. 97: 37-49. Metin, J., Yanar, M., Güler, O., Bayram, B., Tüzemen, N. 2006. Growth, health and behavioural traits of dairy calves fed acidified whole milk. Indian Vet. J. 83: 976-979 Millman, S.T., Duncan, I.J.H., Stauffacher, M., Stookey, J. M. 2004. The impact of applied ethologists and the international society for applied ethology in improving animal welfare. Appl. Anim. Behav. Sci. 86: 299-311. Mormede, P. 2005. Molecular genetics of behaviour: research strategies and perspectives for animal production. Livestock Production Science 93: 15–21 Sambraus, H.H. 1998. Applied ethology-it’s task and limits in veterinary practice. Appl. Anim. Behav. Sci. 59: 39-48. Sambraus, H.H. 2002. Aufgaben der Angewandten Ethologie bei Landwirtschaftlichen Nutztieren früher und heute. Gumpensteiner Tagung “Nutztierhaltung im Wandel der Zeit”, Bundesanstalt für alpenländische Landwirtschaft, Gumpenstein, A-8952 Irdning: 17-20. Sandilands, V. 2004. David Wood-Gush, the biography of an ethology mentor. Appl. Anim. Behav. Sci. 87: 173-176. Savaş, T., Şamlı, E. 2000. Tavuklarda agresyon ile sosyal hiyerarşinin yumurta verimi ve bazı davranış özelliklerine etkisi. Tarım Bilimleri Dergisi 6: 11-15. Savaş, T., Yurtman, I.Y., Karaağaç, F., Köycü, E. 2001. Einfluss der intensiven Gruppenhaltung und Geschlecht auf Oral-Stereotypien und einige Verhaltensmerkmale bei Mastlämmern. Arch. Tierz. 44: 313-322 Savaş, T., Konyalı, C., Daş, G., Yurtman, İ.Y. 2007. Effect of beak length on feed intake in pigeons (Columba livia f. domestica). Animal Welfare 16: 79-86. Smidt, D., Schlichting, M.C., Ladewig, J., Steinhardt, M. 1995. Ethologische und verhaltensphysiologische Forschung für tiergerechte Nutztierhaltung. Arch. Tierz. 38: 7-19. Steiger, A. 1993. Schlussbetrachtung zur 25. Freiburger Tagung und kritische Gedanken zur Stellung der angewandten Ethologie. Aktuelle Arbeiten zur artgemäßen Tierhaltung, Vorträge anlässlich der 25. Internationalen Arbeitstagung Angewandte Ethologie bei Nutztieren der Deutschen Veterinärmedizinischen Gesellschaft e.V. KTBL-Schriften-Vertrieb im Landwirtschaftsverlag GmbH, Münster-Hiltrup: 274-284 Tapkı, İ, Şahin, A. 2006. Comparison of the thermoregulatory behaviours of low and high producing dairy cows in hot environment. Appl. Anim. Behav. Sci. 99: 1-11. Tapkı, İ., Şahin, A., Önal, A.G. 2006. Effect of space allowance on behaviour of newborn milk-fed dairy calves. Appl. Anim. Behav. Sci. 99: 12-20. Tembrock, G. 1992. Verhaltensbiologie. 2. Auflage. Gustav Fischer Verlag, Jena, pp 386. Tinbergen, N. 1979. Tiere und ihr Verhalten. (Überstz. Hans-Heinrich Wellmann und Wolfgang Vilwock) Rowohlt Taschenbuch Verlag GmbH, Reinbek bei Hamburg, pp 191. Todes, D. 2003. İvan Pavlov: Hayvan makinesini araştırırken. (Çev. Ebru Kılıç), TÜBİTAK Popüler Bilim Kitapları, Ankara, ss. 118. Tölü, C., Savaş, T. 2007. A brief report on intra-species aggressive biting in a goat herd. Appl. Anim. Behav. Sci. 102: 124-129. Uğur, F., Savas, T., Dosay, M., Karabayır, A., Atasoglu, C. 2004. Growth and behavioral traits of Turkish Saanen kids weaned at 45 and 60 days. Small Ruminant Research 52: 179-184. Hayvansal Üretim

http://www.biyologlar.com/turkiye-zootekni-bolumlerinde-hayvan-davranislari-bilimi

Tiny genetic tweak unlocked corn kernels during domestication

Tiny genetic tweak unlocked corn kernels during domestication

If not for a single genetic mutation, each kernel on a juicy corn cob would be trapped inside a inedible casing as tough as a walnut shell. The mutation switches one amino acid for another at a specific position in a protein regulating formation of these shells in modern corn's wild ancestor, according to a study published in the July 2015 issue of GENETICS, a publication of the Genetics Society of America. "Humans completely reshaped the ancestor of corn, effectively turning the cob inside out. Our results show that a small genetic change has had a big effect on this remarkable transformation," says study leader John Doebley of the University of Wisconsin-Madison. The domestication of corn has long fascinated biologists studying evolution. Corn can provide clues to how organisms change under selection -- whether it's natural selection or selection by humans choosing the most delicious and productive plants to grow in next year's crop. Corn was domesticated in Mexico around 9,000 years ago from the wild grass teosinte. Teosinte seeds are protected by a hard casing that makes them impractical to eat, but ancient plant breeders developed varieties with "naked kernels." In these plants, the structures that form the seed case instead turn into the cob in the center of the ear, leaving the seed exposed for us to eat. Besides having lost the inconvenient seed case, corn kernels today remain firmly attached to the cob, rather than scattering easily as they do in teosinte. The cobs are also much larger, and the corn plant has fewer leaf branches than its ancestor. Gene changes for these traits were discovered by Doebley and his colleagues over the past few decades. All these changes evolved relatively quickly, within a few thousand years at most. Previous studies have shown that many of the dramatic differences between corn and teosinte were built on a foundation of genetic changes at perhaps as few as six genes. One of those genes, tga1, controls formation of the seed case. The TGA1 protein encoded by the gene acts as a "master regulator" of a suite of other genes involved in this complex developmental process. "TGA1 acts a bit like an orchestra conductor coordinating the actions of many different musicians," says Doebley. "The same orchestra can play in different ways, depending on the conductor's signals." In teosinte, TGA1 regulates genes in a way that helps seed cases form. But in corn, TGA1 action disrupts this process, resulting in cases that are smaller and don't close over the kernel properly. But what exactly is different about the two versions of the tga1 gene? To find out, the team compared the tga1 DNA sequence in 16 different varieties of corn and 20 varieties of teosinte. They discovered only one change present in all the corn samples but in none of the teosinte: at one particular position in the tga1 sequence, the corn version carried a "C" DNA base instead of the "G" found in teosinte. This single nucleotide difference causes one amino acid in the TGA1 protein to be switched from a lysine in teosinte to an asparagine in corn. When the researchers tested the effect of this amino acid substitution on TGA1, they found that the corn version of the protein had a greater tendency to bind to itself in pairs of molecules called dimers. The genetic difference also seemed to turn TGA1 into a "repressor" of the genes it controls, decreasing their expression. "In the conductor analogy, the teosinte TGA1 directs the orchestra to play loudly, but the corn TGA1 tells them to play a little softer--or in biochemical terms, the genes are repressed," says Doebley. This dampening of gene expression is enough to affect the structure of the seed case during development. Consistent with this idea, the researchers found that turning down the volume on expression of the corn tga1 gene itself--which should relieve repression of the "orchestra" genes--enlarged the seed case remnants in corn. In other words, levels of the corn version of tga1 control the size of the corn structures that would normally form the seed case in teosinte. Doebley remarked that "the real credit goes to lead author, Huai Wang, for this series of brilliant experiments that solved a big problem in maize evolution." These results provide an example of how selection by ancient plant breeders triggered profound structural change in an organism through relatively minor genetic alterations, allowing new traits to evolve rapidly. "Twenty years ago, it was much harder to study evolution in such detail. It's exciting that we can now understand complex examples like maize domestication at their most fundamental level," says Doebley. Source: Genetics Society of America http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/tiny-genetic-tweak-unlocked-corn-kernels-during-domestication


How a single molecule turns one immune cell into another

How a single molecule turns one immune cell into another

All it takes is one molecule to reprogram an antibody-producing B cell into a scavenging macrophage. This transformation is possible, new evidence shows, because the molecule (C/EBPa, a transcription factor) "short-circuits" the cells so that they re-express genes reserved for embryonic development. The findings appear July 30 in Stem Cell Reports, the journal of the International Society for Stem Cell Research. Over the past 28 years, researchers have shown that a number of specialized cell types can be forcibly converted into another, but the science of how this change takes place is still emerging. Such transdifferentiations, as they're called, include turning a skin cell into a muscle cell (or a muscle cell into a brown fat cell) with the addition of just one or two transcription factors. These are molecules that bind to a cell's DNA and cause other genes to be expressed. "For a long time it was unclear whether forcing cell fate decisions by expressing transcription factors in the wrong cell type could teach us something about what happens normally during physiological differentiation," says senior study author Thomas Graf of the Center for Genomic Regulation in Spain. "What we have now found is that the two processes are actually surprisingly similar." Based on experiments led by the first author of the study, Chris van Oevelen, B cell transdifferentiation takes place when C/EBPa binds to two regions of DNA that act as gene expression enhancers. Whereas one of these regions is normally active in immune cells, the other is only turned on when macrophage precursors are ready to differentiate. This indicates that the convergence of these two enhancer pathways can cause the B cell to act like a macrophage precursor, thus triggering the unnatural transdifferentiation. "This has taught us a great deal about how a transcription factor can activate a new gene expression program (in our case, that of macrophages) but has left us in the dark about the other part of the equation; namely, how the factor silences the B cell program, something that must happen if transdifferentiation is to work," Graf says. "This is one of the questions we are focusing on now." Graf is interested in this pathway because C/EBPa-induced, B cell-to-macrophage transdifferentiation can convert both human B cell lymphoma or leukaemia cells into functional, non-cancerous macrophages. He believes that induced transdifferentiation could become therapeutically relevant, if a drug could be found that can replace the transcription factor--not to mention that understanding the mechanisms of the process would help labs worldwide who use this transdifferentiation approach to generate cells "a la carte" for regenerative purposes. Source: Cell Press http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/how-a-single-molecule-turns-one-immune-cell-into-another

Legions of nanorobots target cancerous tumors with precision

Legions of nanorobots target cancerous tumors with precision

The legions of nanorobotic agents are actually composed of more than 100 million flagellated bacteria

http://www.biyologlar.com/legions-of-nanorobots-target-cancerous-tumors-with-precision

Atomic view of microtubules

Atomic view of microtubules

Microtubules, hollow fibers of tubulin protein only a few nanometers in diameter, form the cytoskeletons of living cells and play a crucial role in cell division (mitosis) through their ability to undergo rapid growth and shrinkage, a property called "dynamic instability." Through a combination of high-resolution cryo-electron microscopy (cryo-EM) and a unique methodology for image analysis, a team of researchers with Berkeley Lab and the University of California (UC) Berkeley has produced an atomic view of microtubules that enabled them to identify the crucial role played by a family of end-binding (EB) proteins in regulating microtubule dynamic instability. During mitosis, microtubules disassemble and reform into spindles that are used by the dividing cell to move chromosomes. For chromosome migration to occur, the microtubules attached to them must disassemble, carrying the chromosomes in the process. The dynamic instability that makes it possible for microtubules to transition from a rigid polymerized or "assembled" nucleotide state to a flexible depolymerized or "disassembled" nucleotide state is driven by guanosine triphosphate (GTP) hydrolysis in the microtubule lattice. "Our study shows how EB proteins can either facilitate microtubule assembly by binding to sub-units of the microtubule, essentially holding them together, or else cause a microtubule to disassemble by promoting GTP hydrolysis that destabilizes the microtubule lattice," says Eva Nogales, a biophysicist with Berkeley Lab's Life Sciences Division who led this research. Nogales, who is also a professor of biophysics and structural biology at UC Berkeley and investigator with the Howard Hughes Medical Institute, is a leading authority on the structure and dynamics of microtubules. In this latest study, she and her group used cryo-EM, in which protein samples are flash-frozen at liquid nitrogen temperatures to preserve their natural structure, to determine microtubule structures in different nucleotide states with and without EB3. With cryo-EM and their image analysis methodology, they achieved a resolution of 3.5 Angstroms, a record for microtubules. For perspective, the diameter of a hydrogen atom is about 1.0 Angstroms. "We can now study the atomic details of microtubule polymerization and depolymerization to develop a complete description of microtubule dynamics," Nogales says. Beyond their importance to our understanding of basic cell biology, microtubules are a major target for anticancer drugs, such as Taxol, which can prevent the transition from growing to shrinking nucleotide states or vice versa. "A better understanding of how microtubule dynamic instability is regulated could open new opportunities for improving the potency and selectivity of existing anti-cancer drugs, as well as facilitate the development of novel agents," Nogales says. Source: DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/atomic-view-of-microtubules

Many endangered species are back -- but face new struggles

Many endangered species are back -- but face new struggles

A study of marine mammals and other protected species finds that several once endangered species, including the iconic humpback whale, the northern elephant seal and green sea turtles, have recovered and are repopulating their former ranges. The research, published in the June edition of Trends in Ecology and Evolution, suggests that some species, including humpback whales, have reached population levels that may warrant removal from endangered species lists. But returning species, which defy global patterns of biodiversity loss, create an urgent new challenge for policymakers and communities, the study suggests. While many people embrace the environmental and economic benefits of returning species - many of them large predators - others interpret the animals' recovery as a hostile invasion, encroaching on key fishing and recreation areas, researchers say. "Most people support the idea of saving endangered species," says lead author Joe Roman of the University of Vermont's Gund Institute for Ecological Economics. "But when native species return, it can be a struggle for communities. After generations away, these forgotten species can suddenly be seen as newcomers - or even pests." The return of North Atlantic gray seals has been blamed in Massachusetts for declining fishery yields and attracting sharks to Cape Cod. Some fishermen in Alaska and Washington State blame returning whales for reducing black cod and salmon stocks. In California, harbor seal pupping has resulted in temporary closures of public beaches. "The takeaways here are that conservation clearly can work, which is important to celebrate given the trend of declining global biodiversity," says Roman, who is also a professor at UVM's Rubenstein School of Environment and Natural Resources. "But wildlife managers need to do a better job of planning for the return of these species to avoid future conflicts." Researchers make four recommendations, including: planning ahead for impacts and adaption with stakeholders; delisting species that no longer require protection to shift efforts to other species; improving policy decisions for "nuisance animal" killings by assessing the total costs and benefits - economically, environmentally and culturally - of returning species; and celebrating conservation successes with the public. A recent analysis of 92 marine mammal populations by another team found that 42 per cent were increasing, the researchers add. BACKGROUND The study was conducted by four U.S. marine biologists, including lead author Joe Roman (University of Vermont) and co-authors Meagan Dunphy-Daly, David Johnston and Andrew Read (Duke University). For the study, researchers looked at population data for marine mammals and other protected species. Of the 87 cetacean species (whales, dolphins and porpoises) examined, 22 are recovering, 15 are endangered, and 45 cannot be evaluated due to data limitations. Twenty-six species of pinnipeds (seals, sea lions, and walruses) are secure, and 13 are endangered. Great whales represent a major conservation success, researchers say. Of the 14 species, four have seen dramatically recoveries, three are stable, and seven cannot be fully analyzed due to data availability. Ten of 14 populations of humpback whales could be removed from the U.S. endangered species list this July. This coastal species, popular among whale watchers, was recently seen off the coast of New York City for the first time in generations. Researchers attribute the recovery of these species to global conservation efforts, especially national and international wildlife protection acts, such as the Convention on Trade in Endangered Species and the U.S. Endangered Species Act, which have reduced commercial hunting, protect habitats, control invasive species, and guide reintroduction efforts. SOME SUCCESS STORIES The report highlights success stories involving marine species, plus several notable recoveries of land mammals and birds. Examples include: North Pacific Humpback Whale: After being reduced by commercial exploitation to fewer than 1,500 individuals in the 1970s, these whales have increased by about 6 percent per year and now number 21,000 whales. This increase is roughly 14 fold in less than 50 years. Australian Humpback Whale: By the 1960s Australia's two populations of humpback whales dropped to fewer than 800 individuals. They have increased at or above 10 percent annually since the cessation of commercial whaling, and their population is now estimated at more than 40,000. Northern Elephant Seal: Reduced to as few as 20 individuals through overexploitation in the late nineteenth century, these seals are now approaching their carrying capacity of more than 200,000 seals in the North Pacific. Sea Otter: After more than 100 years of commercial exploitation, the North Pacific sea otter was reduced to about 1,000 individuals in 13 groups during the nineteenth century. After protections from hunting and reintroduction efforts from Alaska to Oregon, their population is now more than 107,000. The American alligator, bald eagle, brown pelican, gray whale, and more than 20 other species have recovered and been removed from the U.S. list of Endangered and Threatened Wildlife. These examples show that conservation efforts can lead to recovery of species and ecosystems, researchers say. LIFTING BASELINES Fisheries scientists used the term "shifting baselines" to mark generational declines in species and stocks. The study authors say the conservation successes outlined above are important examples of "lifting baselines." While these findings highlight several important conservation successes, the researchers note that more species are declining worldwide than growing. Large predatory fish have declined by two-thirds in the past century, and at least three species of marine mammals have gone extinct since the 1950s. Source: University of Vermont http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/many-endangered-species-are-back-but-face-new-struggles

Scientists solve mystery behind earthworm digestion

Scientists solve mystery behind earthworm digestion

Scientists have discovered how earthworms can digest plant material, such as fallen leaves, that would defeat most other herbivores. Earthworms are responsible for returning the carbon locked inside dead plant material back into the ground. They drag fallen leaves and other plant material down from the surface and eat them, enriching the soil, and they do this in spite of toxic chemicals produced by plants to deter herbivores. The scientists, led by Dr Jake Bundy and Dr Manuel Liebeke from Imperial College London, have identified molecules in the earthworm gut that counteract the plant's natural defences and enable digestion. Their work is published today (4 August 2015) in Nature Communications and includes support from the Centre for Ecology and Hydrology, the University of Oxford, and Cardiff University. The molecules, which have been named drilodefensins, are so abundant that Dr Liebeke estimates that for every person on earth there is at least 1kg of drilodefensins present within the earthworms that populate the world's soils. Their abundance is not, however, an excess - drilodefensins are so precious that earthworms recycle the molecules in order to harness their effects again. A world without drilodefensins would be a very different world, according to the researchers. Dr Bundy, from the Department of Surgery and Cancer at Imperial, said: "Without drilodefensins, fallen leaves would remain on the surface of the ground for a very long time, building up to a thick layer. Our countryside would be unrecognisable, and the whole system of carbon cycling would be disrupted." Plants make polyphenols, which act as antioxidants and give the plants their colour; they also inhibit the digestion of many herbivores. Earthworms, however, are able to digest fallen leaves and other plant material, thanks to the ability of drilodefensins to counteract polyphenols. Dr Bundy and his team found that the more polyphenols present in the earthworm diet, the more drilodefensins they produce in their guts. The finding that the molecules are abundant in the gut of earthworms was made possible by using modern visualization techniques based on mass spectrometry (MALDI imaging). Dr Liebeke , formerly of the Department of Surgery and Cancer at Imperial, and now working at the Max Planck Institute for Marine Microbiology, in Germany, said: "Using these molecular microscopes is changing how we understand complex biochemistry of living beings; we are now able to locate every molecule in, for example, an earthworm to a specific location. Knowing the location of a molecule can help us to figure out what it actually does." The first record of a molecule that would now be considered a drilodefensin was in 1988 when a patent was filed for a molecule that was thought to dilate blood vessels. In traditional Chinese medicine, this molecule was ingested in the form of dried earthworm products. But Dr Bundy cautioned that the drying process would almost certainly render drilodefensins inactive. Dr Dave Spurgeon of the Centre for Ecology and Hydrology is a co-author on the paper. He said: "We've established that earthworms, referred to as 'nature's ploughs' by Charles Darwin, have a metabolic coping mechanism to deal with a range of leaf litter diets. In this role, drilodefensin support the role of earthworm as key "ecosystem engineers" within the carbon cycle." Source: Imperial College London http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/scientists-solve-mystery-behind-earthworm-digestion

Transplantasyon immünolojisi

TRANSPLANTASYON İMMÜNOLOJİSİ VE TARİHÇESİ İmmünoloji İnsan İmmün (Bağışılık) sistemi zararlı olan organizmaları vücuttan uzaklaştırmaktadır. Bu sistem, vücudumuzun yaklaşık iki trilyon hücresini koruyan, antibadi ve sitokinler üreten hareketli askerleridir. Virüs, bakteri ve tümör hücreleri veya transplante edilmiş hücreler gibi yabancı ya da vücuda ait olmayan hücrelerle koordineli bir biçimde hızlıca çok yönlü bir atağa geçmektedir. Her ne kadar çevre immün cevabı stimüle etse de, immüniteyi kontrol eden genlerdir. Genler antibadi ve sitokinlerin hücre yüzeyini spesifik olarak kodlamaktadır. Genler aynı zamanda sitokinleri tutan hücre yüzey proteinlerini kodlamaktadır (Antijen başka bir bireyde immün cevaba neden olan bir moleküldür. Antijenler genellikle protein veya karbohidratlardır). Yabancı antijen, vücuda ait olmadığından dolayı, bir immün cevaba neden olmaktadır. Genler immüniteyi kontrol ettiğinden, oluşan değişiklikler immünolojik fonksiyonları engelleyebilmektedir. Immünitede oluşan bozukluk, otoimmün hastalıklara, allerjiye ve kansere neden olabilmektedir. Genlerin immünitede büyük rol oynamasından dolayı, teknoloji ile birlikte, hastalıkların tedavisi amacıyla immün sistem güçlendirilmeye çalışılmaktadır. Transplantasyon nedir nasıl yapılır Transplantasyon yöntemi günümüzde oldukça yaygındır. Kalp, böbrek ve başka organların bir kişiden diğerine nakledildiğini sık sık duyarız. Dişlerin transplantasyonunda iki yöntem vardır: Aynı kişiden ve başka kişiden transplantasyon. Aynı kişide bir diş bir çene yarısında dizi dışı bulunur ve normal diş sayısına oranla artıklık gösterirken, diğer tarafta herhangi nedenlerle bir dişin dizide eksik olduğu da görülebilir. Bu durumda iki olasılık vardır: Ya bir diş yuvası önceden hazırdır ya da operatör bu dişi transplante edebilmek için ilkin böyle bir yuva oluşturmalıdır. Bu durumda en uygunu, önceden hazır olduğu için yeni çekilmiş bir dişin boş olan alveolüdür. Ayrıca aynı kişiden transplantasyon dışında, dişin başka kişiden alındığı, kişiden – kişiye transplantasyon da vardır. Kişiden – kişiye transplantasyon çok eskidir de. Örneğin, ortaçağda varlıklı bir bayan bir dişini yitirdiğinde bir kölenin benzer dişini çektirttiği sık sık görülürdü; sonra bu yabancı diş çenesine transplante edilirdi. Oysa her zaman uygun dişli bir köle bulunamazdı. Bayan böyle durumlarda da transplantasyon amacıyla uygun dişini çektirtecek olan bir başka kişiye belirli bir tutar para önerirdi. Kişi artık günümüzde transplantasyonda biraz daha dikkatlidir. Benimsenme olasılığı için en uygunu; plantat-vericisi ve plan-tatralıcısının kardeşler, ana-baba, çocuklar gibi yakın akraba olmalarıdır. Ancak yabancı plantat-vericisi plantat-alıcısıyla aynı kan grubundan ise, bu plantat-vericisinin dişi de kullanılabilir. Kan uyuşmazlığının göz önüne alınmaması eskiden bir çok başarısızlıklara neden olurdu. Tüm plantasyonlarda plantat kökünün vücutta yabancı madde sayılarak atılma tehlikesi vardır. Bu nedenle, transplantat’ın sürekliliği olabildiğince uzatılsın diye gereken her şey yapılmalıdır. Genel diş ve kök tedavisi tıpkı replantasyondaki gibi uygulanır. Çoğu zaman başarı replantasyondaki kadar iyi değildir ve atılmazlığı bütünüyle plantat-alıcısmın kendisine bağlıdır. Tüm transplantasyonlarda ope­rasyondan sonra şineleme son derece önemlidir. Transplantasyon Sonrası Immün Sistemin Yeniden Programlanmasında Monoklonal Antikorların Kullanımı Transplantasyon sonrası immün sistemin yeniden yapılanması sürecinde temel amaç, graftı T lenfositlerinin yıkıcı etkilerinden korumaktır. Monoklonal antikorlar da bu amaca yönelik olarak mevcut immünsüpresif ilaçlara yardımcı olarak kullanılmaktadır. Bazıları indüksiyon tedavisinde, rejeksiyon önlenmesine yönelik olarak, bazıları da dirençli akut rejeksiyon tedavisinde kullanılırlar. Monoklonal antikorların en yaygın kullanılanları basiliksimab ve daklizumabdır. Bu IL-2 reseptör blokerleri, akut rejeksiyon oranlarında önemli azalmalar sağlamaları ve yan etkilerinin olmayışı nedeni ile oldukça benimsenen ilaçlardır. Bunların yanında rituksimab (anti-CD20) ve Campath (anti-CD52) gibi ajanlar da giderek daha çok kullanılmaya başlanan monoklonal antikorlardır. Transplantasyon immünolojisinde, T hücre aktivasyonunda görevli, bazı yeni aracı moleküllerin bulunması monoklonal antikorların da giderek çeşitleneceğini göstermektedir. Transplantasyon Hakkında Sık Sorulan Sorular 1. Canlı veya kadavra vericilerden transplantasyon yapılacak adayların hazırlıkları arasında bir fark var mıdır? Hayır, Kadavra böbreği bekleme listesindeki adaylar da tıpkı canlı vericiden transplantasyon yapılacak adaylar gibi incelenir. Ancak bir kadavra böbreği bulunma olasılığının ne zaman gerçekleşeceği belli olmadığı için. zaman geçtikçe önceden yapılmış muayene le bazı laboratuar incelemelerinde değişiklikler olabilir. Bu nedenle kadavra böbreği bekleme listesindeki hastaların belli aralıklarla, fizik muayene ve laboratuar incelemeleri yineletmeleri ger eklidir. Kısaca; kadavra böbreği bekleyen hastalar ameliyata her an hazır durumda olabilir. 2. Transplantasyon adayı hastaların kendi böbreklerine herhangi bir müdahale yapılır mı? Genellikle hastaların kendi böbreklerine dokunulmaz. Ancak, inatçı hipertansiyon, böbreklerde tedaviye dirençli infeksiyon, idrarın mesaneden böbreğe taşması, çok büyük kistik böbrekler söz konusu ise, hastalıklı böbrekler çıkarılır. Bu ameliyat bazı merkezlerde transplantasyondan önce yapılır ve 3-4 hafta sonra yeni böbrek takılır. Bazı merkezlerde ise böbrek nakli ameliyatı yapılırken aynı anda hastanın kendi böbrekleri de çıkarılır. Yalnız her iki ameliyatın aynı seansta yapılması oldukça uzun sürer ve biraz daha risklidir. 3. Kadavra böbrek listesine kayıtlı hastalar için bekleme süresi ne kadardır? ÜIkemizde bugün için kesin bir süre belirtmek mümkün değildir. Listeye çok yeni giren bir hasta, uygun tipte böbrek çıkması ile kısa zamanda transplantasyon şansına kavuşabileceği gibi bazen de uygun bir böbrek çıkmadığı için uzun süre beklenebilir. Olanaklar elverdiğince, uygun böbrek çıktığında daha uzun süre beklemiş olan hastaya öncelik tanınır. Halkımızın bilinçlenerek daha fazla organ bağışında bulunması bekleme süresini kısaltacaktır. Halkımızın bilinçlenerek daha fazla organ bağışında bulunması bekleme süresini kısaltacaktır. 4. Kadavra böbrek bulunduğunda hastalara nasıl haber verilir? Transplantasyon ünitesinde bilgisayarda kadavra böbreği bekleyen tüm hastaların telefon numaraları kayıtlıdır. Uygun bir kadavra böbreği çıktığında günün herhangi bir saatinde size telefonla haber verilere!,, transplantasyon ünitesine gelmeniz istenecektir. Size daha kolay ve kısa sürede haber verebilmemiz için. varsa, birden fazla telefon numaranızı ve yakınlarınızın da telefon numaralarını bildirmeniz faydalıdır. Telefon numaranızda bir değişiklik olduğunda bunu hemen üniteye bildirmelisiniz. 5. Böbrek bulunduğu haberi ile transplantasyon ünitesine çağrılmanız mutlaka böbreğin size takılacağı anlamına mı gelir? Hayır. Bir kadavradan elde edilen iki böbrek için yaklaşık 10 hasta üniteye çağrılmaktadır. Burada, hemen yapılan fizik muayene ve acil laboratuar incelemeleri sonucunda, ünite hekimlerinden oluşan bir kurul tarafından karar verilmekte ve durumu en uygun olan 2 hastaya böbrek takılmaktadır. Böbrek takılmayanlara ise bunun nedenleri açıklanır ve hastalar evlerine gönderilir. 6. Kadavra böbrek, transplantasyon için haber verildiğinde neler yapılmalıdır? Öncelikle bu saatten itibaren hiçbir şey yenilmemeli ve içilmemelidir. Bekleme listesindeki bu hastanın küçük bir çantada, kişisel eşyaları (pijama, terlik gibi) her an hazır olmalıdır. Özelikle şehir dışından gelecek hastaların telaşa kapılmamaları ve hazırlanmakla vakit kaybetmemeleri için önemlidir. Çağrıldığınızda yanınıza eşyaları da alarak en hızlı ulaşım aracı ile. uzak bir şehirde oturmaktaysanız mümkünse uçakla, üniteye gelmelisiniz. 7.Kadavra böbreğin size takılmasına karar verildiğinde ne tür işlemler yapılacaktır? Bu karardan sonra, artık hastanede kalacaksınız. O gün diyalize girmediyseniz acil olarak hemodiyalize alınacak ve bitiminde transplantasyon ünitesine yatırılacaksınız. Gerekli ameliyat hazırlıkları ve transplantasyon öncesi ilaç uygulamalarından sonra böbrek nakli ameliyatına alınacaksınız. Artık yeni böbreğiniz takılacak ve sizin için yeni bir yaşam dönemi başlayacaktır. TRANSPLANTASYON İMMÜNOLOJİSİ TARİHÇESİ Prof.Tbp.Kd.Alb.Ali ŞENGÜL Tarihçe; MÖ 200: Çin?de Kalp nakilleri denemeleri MÖ 600: otolog deri transplantasyonları (Hindu cerrah Sushruta- yüz plastik cerrahisi) Modern transplantasyon dönemi ise 18. Yüzyılın sonlarında deneysel cerrahinin babası olarak da bilinen Hunter tarafından başlatılmış olarak kabul edilmektedir. Carrel 1912?de vasküler anastomoz tekniği ile nobel ödülü almış ve teknik olarak başarılı nakillerin yolunu açmıştır. Daha sonra biyolojik özelliklerden immün sistem üzerine yoğunlaşılmış ve gerçek başarı ancak immünolojik gelişmelerden sonra mümkün olabilmiştir. İlk kan transfüzyonları 17. yy?da hayvanlar ve insanlar arasında denenmiş ve alınan korkunç sonuçlar nedeniyle bu konu 150 yıl boyunca bir daha gündeme gelememiştir. 1900 yılında Landsteiner ve Miller insanları kanlarındaki aglutininlere göre gruplandırarak transfüzyonları tekrar gündeme getirirken, doku tiplendirmesinin de yolunu açmışlardır. 1923 de Williamson homolog ve otolog graftlemeyi kıyaslayarak doku tiplendirmesi için çalışmaların başlamasına sebep olmuştur. 1930 larda moleküler genetikçi George Snell farelerde histokompatibilite lokusu olan H-2 lokusunu keşfetmiştir. 1937 de Gorer insanlarda ilk histokompatibilite antijenini tanımlamış ve self-nonself ayrımını izah etmiştir. 1943 de Medawar tavşanlarda deri grefti çalışmaları yapmış ve otograft-homograft ayrımında akraba olanlarla olmayanların farklılığını ortaya koymuştur. II. Dünya savaşında yanıklı hasların tedavisinde plastik cerrah Gibson ile işbirliği yaparak immün yanıtın 3 temel özelliğini (tanıma, yıkım ve hafıza) tanımlamıştır. 1952 de Dausset multiple kan transfüzyonu yapılanlarda lökoaglutininler oluştuğunu gözlemleyerek insanlarda HLA lokuslarının keşfine giden yolu açmıştır. 1964 de Terasaki ve arkadaşları sitotoksik antikorları kullanarak mikrolenfositotoksisite yöntemi ile antijenlerin serolojik olarak tanımlanmasını sağlamışlardır immünosupresyon 1950 lerde John Loutit tarafından total vücut radyasyonu (TBI) ile farelerde denenmiş, 1958 de Murray (Boston) ve Hamburger (Paris) tarafından ayrı ayrı insanlara uygulanmıştır. 1960 larda AZT geliştirilmiş ve transplantasyonda kullanılmış. Ardından Starzl AZT ile kortikosteroidi kombine ederek başarının artmasını sağlamıştır. 1960 ve 1970 lerden itibaren poliklonal antikor teknolojisi, siklosporinin keşfi, 1980 lerde monoklonal antikor teknolojisinin keşfi ile bu konudaki gelişmeler hız kazanmış, daha modern immünosupressif ajanların keşfi ile neredeyse doku uyumuna bakılmaksızın transplantasyonlar yapılmaya başlamıştır. TANIMLAR Transplantasyon: Donör / verici : Recipient / alıcı: Ortotopik transplantasyon Heterotopik transplantasyon. Rejeksiyon / red Birincil rejeksiyon ikincil rejeksiyon (Hafıza). TANIMLAR (2) Otolog greft / otogreft Oto transplantasyon / otolog transplantasyon Isogreft / syngeneik greft / syngreft Allogeneik greft / allogreft Xenogeneik greft / xenogreft Alloantijen Xenoantijen alloreaktif antikor xenoreaktif antikor ALLOGENEİK TANIMANIN MOLEKÜLER TEMELİ Haplotip identik, inbred farelerde yapılan hücre ve doku nakillerinde rejeksiyon oluşmamaktadır. Farklı inbred fareler arasında yapılan transplantasyonlarda hemen daima rejeksiyon oluşmaktadır. Farklı iki inbred fareden olan F1 dölünde, anne ve babadan alınan greftlerde rejeksiyon oluşmamaktadır. Farklı iki inbred fareden olan F1 dölünden alınan greft, anne ve babaya transplante edildiğinde rejeksiyon oluşmaktadır. MHC / HLA Minör doku uygunluk antijenleri MHC molekülleri dışındaki polimorfik alloantijenler daha zayıf ve daha yavaş bir rejeksiyon reaksiyonu oluştururlar. Bunlara Minör doku uygunluk antijenleri (minor histocompatibility antigens) adı verilmektedir. Birçok minör doku uygunluk antijeni self veya greft MHC molekülleri tarafından işlenip T hücrelerine sunulabilen protein yapısındaki moleküllerdir. MHC moleküllerinden farklı olarak bu minör antijenlerin tanınabilmesi için işlenip MHC molekülleri tarafından sunulmaları gereklidir. ALLOGENEİK TANIMANIN HÜCRESEL TEMELİ Rejeksiyon reaksiyonu, transplante edilen dokuların hem CD4+ ve hem de CD8+ hücreler tarafından tanınması sonucunda gelişir. Değişik T hücre popülasyonlarının alloantijenleri tanımalarını anlamak için mikst lenfosit reaksiyonu (MLR) güzel bir model olarak kullanılmaktadır. MLR ile şu sonuçlara ulaşılabilir: Eğer hücrelerin MHC-sınıf I antijenleri arasında farklılık yoksa CD8+ CTL oluşmayacaktır. Uyarıcı hücrenin MHC-Sınıf-I antijenlerine karşı antikorlar kullanılırsa, hücre lizis’den korunacaktır. Eğer uyarıcı ve uyarılan hücreler arasında MHC Sınıf-II antijen farklılığı varsa alloreaktif CD4+ T hücreleri uyarılacak ve prolifere olarak sitokin üretecektir. Uyarıcı hücre ile aynı MHC sınıf-II antijenlere sahip üçüncü grup hücre kültüre eklenirse alloreaktif CD4+ T hücreleri tekrar uyarılacaktır (İkincil MLR). Uyarıcı hücrenin MHC sınıf–II antijenlerine karşı antikor kullanılırsa, bu antikorlar ikincil MLR’nu önleyecektir. Rejeksiyon Rejeksiyonun değişik formlarının olduğu ve bunların her biri için farklı bulgu ve belirtilerden oluşan tanımlar olduğu bilinmektedir. Ancak çoğu kez bunları biri birinden kesin olarak ayırt edecek kriterler bulunamaz. Gerçekte aynı greftte akut ve kronik rejeksiyon sıklıkla birliktelik gösterir. Sınıflandırmada, transplantasyonu takibeden sürenin uzunluğundan çok, major sınıflandırma kriteri olarak histolojik değişikliklere dikkat etmek gereklidir. Hiperakut rejeksiyon (HAR) : Greft damarlarında hızlı trombotik oklüzyon ile karakterize bir tablodur. Anastomozu takiben dakikalar içerisinde başlar. Özellikle IgM tipi antikorların endotele bağlanarak komplemanı aktive etmesi söz konusudur. Endotelden Von Willebrand faktör sekrete edilir. Kompleman aktivasyonu da endotel hücre hasarına yol açarak koagülasyonu başlatır. Subendotelyal bazal membran proteinlerinin de trombositleri aktive etmesi sonucunda tromboz ve vasküler oklüzyon oluşarak, organda kalıcı iskemik hasar meydana gelir. Hiperakut rejeksiyon (HAR) : (2) IgM türü allo antikorlar: Bu tür antikorlara en iyi örnek ABO kan grubu antikorlarıdır. Normal barsak florasında bulunan bazı bakterilerin karbonhidrat antijenlerine karşı geliştiği düşünülen doğal antikorlar. Doğal Xenoantikorlar. IgG izotipinde alloantikorlar: Eski transplantasyonlar veya multiple gebelik durumlarında oluşurlar. Bu antikorlar Lenfosit Cross Match (LCM) ile ortaya çıkarılabilir. AKUT REJEKSİYON Transplantasyondan sonra 1 hafta ile 4 ay arasında ortaya çıkar ve ilk yıldan sonra da ataklar görülebilir. a) Akut Sıvısal Rejeksiyon : Akut sıvısal rejeksiyon, greft kan damarlarındaki bazı hücrelerde nekroz ile karakterize bir durumdur. Histolojik olarak hiperakut rejeksiyondaki trombotik oklüzyondan çok bir vaskülit sözkonusudur. Akut sıvısal rejeksiyondan endotelyal hücre antijenlerine karşı gelişmiş IgG izotipinde alloantikorlar sorumludurlar. Bu antikorlar kompleman aktivasyonuna da yol açarak etkili olurlar. Bu olaya lenfositlerin de katılması nedeniyle alternatif bir şekilde “akut, vasküler rejeksiyon” olarak da isimlendirilmektedir. Akut Hücresel Rejeksiyon : Bu tip rejeksiyon parenkimal hücrelerde nekroz ile karakterize ve genellikle lenfosit ve makrofaj infiltrasyonu ile birliktedir. Bu infiltrasyondaki lökositler greft parenkim hücrelerinin lizis’inden sorumludurlar. Akut hücresel rejeksiyondan birçok farklı effektör mekanizma sorumlu tutulabilir: CTL’e bağlı lizis, Aktive makrofajlara bağlı lizis (geç tip aşırı duyarlılık reaksiyonunda olduğu gibi), Doğal öldürücü (NK: Natural killer) hücre lizisi. KRONİK REJEKSİYON : Normal organ yapısının kaybolduğu, fibrozis ile karakterize bir durumdur. Patogenezi akut rejeksiyona oranla daha az anlaşılmıştır. Fibrozis, akut rejeksiyondaki hücre nekrozunun iyileşme sürecinde gelişiyor olabilir. Kronik geç tip aşırı duyarlılık reaksiyonunda olduğu gibi aktive makrofajların, trombosit kaynaklı büyüme faktörü gibi mezanşimal hücre büyüme faktörü salgılaması ile ya da kan damarlarındaki hasarlara bağlı olarak ortaya çıkan kronik iskemiye bir yanıt şeklinde gelişmesi ihtimali de vardır. Kronik rejeksiyonun bir başka formu, musküler arterlerde intimal düz kas proliferasyonu ile karakterize olan formdur. Bu düz kas proliferasyonu da geç tip aşırı duyarlılık reaksiyonunun bir sonucu olarak gelişebilmektedir. Greftteki damar duvarlarında bulunan alloatijenlerle uyarılan lenfositlerin makrofajları uyararak, düz kas hücresi büyüme faktörü salgılanmasına yol açtıkları düşünülmektedir Bu form özellikle renal ve kardiyak transplantasyonlarda görülmüştür. Bu şekilde gelişen bir arterioskleroz geç tip greft kayıplarındaki en önemli sebeplerden biridir. Birçok olguda arteriel hasardan önce herhangi bir histolojik bulgu tespit edilmemiştir. ALLOGRAFT REJEKSİYONDAN KORUNMA VE TEDAVİ: İmmün sistemi tam olarak fonksiyonel bir alıcıya aktarılan bir allograft eninde sonunda mutlaka rejeksiyonun bir şekli ile karşılaşacaktır23,24. Rejeksiyondan korunmak ya da rejeksiyonu geciktirmek için gerek klinik çalışmalarda, gerekse deneysel modellerde iki yöntem geliştirilmeye çalışılmıştır: Greftin immünojenitesini azaltmak Alıcının immün sistemini baskılamak Dokuların immünojenitesi Kemik iliği Deri Gastrointestinal kanal Langerhans adacıkları Kalp Böbrek Karaciğer Greftin immünojenitesini azaltmak: İnsanlardaki transplantasyonlarda graft immünojenitesini azaltmak için takip edilen ana strateji, donör ve alıcı arasındaki alloantijenik farklılıkları minimalize edecek bir seçim uygulamaktır. HAR’dan korunmak için donör ve alıcının ABO kan grubu antijenlerinin daima uyumlu olmasına dikkat edilmektedir. MHC moleküllerinin allelik farklılıklarının hem sınıf-I ve hem de sınıf-II lokusları bakımından mümkün olduğu kadar az olmasına ya da tamamen uygun olmasına dikkat edilmekte, bu amaçla donör ve alıcının HLA antijenlerini belirleyen test yöntemleri, moleküler düzeyde analiz yöntemleri ile geliştirilmektedir. Greftin immünojenitesini azaltmak (2) Kan grubu ve HLA tiplemeleri yanında mevcut bir immünizasyon varsa bunun tespiti de çok önemlidir. Bu amaçla hücresel immünizasyonun araştırılması için mikst lenfosit reaksiyonu (MLR) testi yapılmaktadır. Sıvısal bir immünizasyon için ise dolaşan antikorların varlığının araştırılması önemlidir. Lenfosit Cross Match (LCM) Panel reaktif Ab (PRA) Alıcının immün sistemini baskılamak: Greft dokularına karşı reaktif antikorların varlıklarını belirlemek ve plazmaferez gibi yöntemlerle bu antikorları azaltmak. Transplantasyondan önce alloantijenler vererek allografta tolerans oluşturmak: İmmünosupressif tedavilerle T hücrelerini baskılamak veya lizise uğratmak: İMMÜNOSUPRESYON Kortikosteroidler, Metabolik toksinler (azathioprine, cyclophosphamide v.b.), lenfoid dokuların irradiasyonu, spesifik immünosupressif ilaçlar (Cyclosporine, FK506 v.b.), T hücre yüzey moleküllerine spesifik antikorlar kullanılmaktadır. Graft Versus Host Hastalığı (GVHD) İmmünosupressif alıcıda yerleşme fırsatı bulan donör kaynaklı lenfositlerin alıcı dokularına karşı reaksiyon vermesiyle ortaya çıkar. İmmünosupressif kişilere iatrojenik olarak verilmiş immünopotent hücrelerle de ortaya çıkabilir. (Kan transfüzyonu, solid organ transplantasyonları v.b.) Allogenik kemik iliği transplantasyonunun önündeki en büyük engeldir. GVHD Deri, Gastro-intestinal sistem, karaciğer, akciğer başlıca hedef organlardır. Akut reaksiyonlar post-transplant 7-80 günlerde, Kronik formlar ise 3. Aydan sonra ortaya çıkar. Solid organ transplantasyonları sonrasında oluşan GVHD’da transplante organ self kabul edildiğinden o organa karşı reaksiyon oluşmaz. Ortaya çıkan patolojilerin GVHD’na ait olup olmadığını destekleyecek en önemli bulgu periferik kanda kimerizm araştırarak elde edilebilir. Bunun yanında daha invaziv bir yöntem olan Biyopsi de çok değerli bilgiler verebilir. TRANSPLANTASYON ve İMMÜN YANIT Prof. Dr. Mahmut Nezih Çarin İstanbul Tıp Fak. Tıbbi Biyoloji ABD, Transplantasyon Ünitesi MHC gen bölgesi 6. kromozom (6p21.31) üzerinde yerleşmiş olup, yaklaşık olarak 4 Mbp lik bir yer kaplar. En uzun haplotype (110-160 kb) DR53 grup haplotiplerdir. Jan Klein 1977 yılında Sınıf I, II ve III olmak üzere ilk tanımlamayı yapmıştır. Günümüzde HLA sınıf III’ e ait olan bölgenin telomerik ucundaki 0.3 Mbp kısmın sınıf IV bölgesi olarak isimlendirilmesi önerilmektedir. Klasik HLA antijenleri sınıf I geni icindeki HLA-A, -B, -C bölgesinde ve Sınıf II geni içindeki HLA- DR, -DQ, -DP bölgesinde kodlanır. Tüm sınıf I genler 3-6 kb, sınıf II genler ise 4-11 kb uzunluktadır. Klasik antijenleri kodlayan genler dışındaki sınıf I bölgesindeki diğer genler: HLA-E, -F, -G, -H, -J, -K, -L olup, bunlar arasından sadece HLA-E,- F,-G eksprese olmaktadır. Sınıf III bölgesinin ise gen yoğunluğu oldukça fazla olup bunların bir kısmı immün sistem ile ilişkili değildir. Sınıf II bölgesinde klasik antijenleri kodlayan genlerin yanısıra HLA-DM, -DN, -DO, TAP1, TAP2, LMP2 ve LMP7 gibi gen bölgeleride bulunmaktadır. İmmunolojik ve nonimmunolojik fonksiyonu olan bir dizi genden oluşan MHC bölgesi ilk kez farelerdeki transplantasyon çalışmaları ile Peter Gorer tarafından 1937 yılında ortaya çıkarılmıştır. Bu genlerin ürünleri olan moleküller 1958 yılında Jean Dausset tarafından (HLA-A2) tanımlamış, aynı yıl van Rood ve arkadaşları HLA-BW4 ve BW6 antijenlerini ve kan transfüzyonu yapılmış kişilerin ve çok doğum yapmış kadınların serumlarında lökositlere karşı oluşmuş antikorları göstermişlerdir. İlk doku antijenleri lökositlerde saptandığı için insan lökosit antijenleri (Human Leukocyte Antigens = HLA) olarak tanımlanmışlardır. Daha sonraki yıllarda eritrositlerin dışında bütün vücut hücrelerinde bulundukları ve çok önemli oldukları anlaşılarak bu grup antijen sistemi MHC molekülleri veya MHC antijenleri olarakta isimlendirilmiştir. MHC genel bir isimdir ve her bir türün ayrı bir MHC simgesi vardır . MHC molekülleri graft rejeksiyonun temel belirleyicileridirler. Bu nedenle aynı MHC moleküllerini eksprese eden bireyler birbirlerinin doku graftlerini kabul edebilirler veya farklı MHC gen bölgelerine sahip bireyler arasında graft rejeksiyonu gelişir. Bu lokusun keşfinden ancak 20 yıl sonra immun cevapta MHC’nin önemi ortaya çıkarılmıştır. Hugh McDevitt ve arkadaşları 1960’larda kobay ve fareler üzerine yaptıkları çalışmalarda basit polipeptidler ile yapılan immunizasyona karşı antikor oluşmadığını ve gelişen immun yanıtsızlığın MHC bölgesinin haritalanması ile otozomal dominant bir özellik olduğunu buldular. İmmun yanıtı kontrol eden genlere de İmmun yanıt genleri (Immune response =Ir ) adı verildi. Ir genlerinin protein yapıdaki antijenlere antikor yanıtında gerekli olan Th (T helper = yardımcı T) lenfositlerinin aktivasyonunu kontrol ettiğini gösterdiler. 1970’lerin sonunda MHC genlerinin protein antijenlere karşı olan esas rolü anlaşıldı. Her iki HLA antijen yapısı da iki yan yana alfa heliksi tarafından oluşturulan, hücre membranına distal konumda benzer bir girintiye sahiptir. Bu girintilere hem kendi antijenlerinden hem de yabancı antijenlerden kaynaklanan peptid antijenleri bağlanır. Böylece HLA antijenleri hem kendi hem de yabancı peptidleri T lenfositlerine sunma görevindeki moleküller olarak immün yanıt oluşumunda kilit bir fonksiyona sahiptir. Ayrıca HLA antijenlerinin kendileri de allogeneik transplantasyon, transfüzyon ve hamileliklerde güçlü immün yanıtları tetikleyebilen, fazlasıyla immünojenik moleküllerdir. MHC Sınıf I molekülleri Sınıf I molekülü a zincirinin b2 mikroglobulin ile non kovalen bağlanmasıyla oluşmaktadır. Alfa zinciri a1 (N terminal), a2 ve a3 olmak üzere üç adet ekstrasellüler domain içerir. MHC sınıf I molekülleri arasında a3 domaini oldukça korunmuş bir yapıdadır ve T lenfositlerindeki CD8 molekülü ile etkileşime giren bölgeyi oluşturmaktadır. Beta 2 mikroglobulin yapısındaki bir adet disülfit bağı ile stabilize edilmiştir. b2- mikroglobulin yokluğunda sınıf I molekülleri hücre membranında eksprese edilmez. Alfa-1 ve alfa-2 domainler 8 adet anti-paralel b strandı ve 2 adet anti-paralel a strandı ile platform oluşturmaktadır. Genel olarak çekirdekli hücrelerde eksprese edilmektedir. Ancak ekspresyon düzeyleri hücreler arasında değişmektedir. Lenfositlerde en yüksek düzeyde eksprese edilirken, Fibroblastlar, kas hücreleri, hepatositler, sperm, oosit, plasental ve merkezi sinir sistemi hücrelerinde sınıf I moleküllerinin ekspresyonu çok düşük ya da dikkate alınmayacak düzeydedir. HLA- C moleküllerinin hücre yüzeyinde HLA- A ve –B moleküllerinden 10 kat daha düşük düzeyde ortaya çıkmaktadır. Ancak HLA-C molekülleride işlevseldir ve NK (doğal öldürücüler ) tarafından tanınmak üzere ilk hedef noktalardır. MHC Sınıf II molekülleri Sınıf II molekülleri a ağır zinciri ile b hafif zincirinin non-kovalent bağlanması ile oluşan bir heterodimerdir. Alfa zincirinde a1 ve a2, beta zincirinde ise b1 ve b2 domainleri bulunmaktadır. Alfa-1 ve alfa-2 domainleri arasında kalan çukur peptid fragmanlarının bağlandığı bölgeyi oluşturmaktadır. Sınıf II molekülleri dendritik hücre, makrofaj, B ve aktive T lenfosit olmak üzere daha sınırlı sayıda hücrelerde eksprese edilmektedir. Transplantasyonda İmmun Yanıt İmmün sistemin birincil görevleri herhangi bir potansiyel infekte edici yabancı materyali tanımak ve birden çok efektör mekanizma yoluyla yanıt vererek yabancı materyali inaktif hale getirmektir. HLA antijenlerinin görevi hem kendi hem de yabancı proteinlerden türevlenen peptid fragmentlerini sunmaktır. Antijen sunum hücreleri (APCler) olarak görev yapan hücre tipleri dendritik hücreler, monositler, makrofajlar, B lenfositleri ve immün regülatör süreçlere katılan diğer hücreleri içerir. Protein moleküllerinin peptid parçalarına ayrılması ve antijenin T hücrelerine sunulması, immünitenin önemli bir bölümünü oluşturur. Sınıf I molekülleri endojen kaynaklı peptidlerin CD8 (+) T lenfositlerine, sınıf II molekülleri ise eksojen kaynaklı peptidlerin CD4 (+) T lenfositlerine sunumunda rol almaktadırlar. Peptidler önce degradasyona uğrar ve peptid fragmanları hücre içinde HLA sınıf I ve II moleküllerine bağlanır. Bu moleküller, bağlanan peptid ile birlikte hücre yüzeyine gelir. Hücrelerde proteinlerin yıkımını sağlayan iki büyük yol vardır. Bunlardan birisi lizozomal asidik ortamda gerçekleşen lizozomal proteolizis diğeri ise ubiquitin- proteasom yıkım yoludur. Çok sayıda ubiquitin ile işaretlenmiş olan protein, çok sayıda alt birimden oluşmuş olan proteaz kompleksi olan proteasom tarafından yıkılır. Ubiquitinin bağlanması ve işaretlenmesi için ATP enerjisi kullanılır. Endojen proteinler ubiquitin ile bağlanarak proteasoma yönlenirler. LMP2 ve LMP7, proteozom kompleksinin bileşenlerini oluşturan peptidleri kodlamaktadır. Proteozom, kısa ömürlü sitoplazmik proteinlerin çoğunun sindiriminde yer almaktadır. Burada 8-10 aa uzunluğunda kısa peptidlere yıkılan endojen proteinler TAP heterodimeri aracılığı ile ER aktarılırlar. TAP molekülleri zarlar arasında, oligopeptid ve daha büyük proteinler gibi farklı maddelerin taşınmasını sağlamaktadır. TAP1/TAP2 molekülleri ER zarında, sitoplazmadan lümene peptid taşıyıp yerleştiren bir kompleks oluştururlar. Taşınmış olan peptidler sınıf I molekülüne yüklenirler. Endoplasmik retikulumdan ayrılan bu yapılar golgi kompleksine gelir oradan taşıyıcı veziküller ile hücre membranına taşınarak sitotoksik T lenfositlerine sunulurlar. Eksojen kaynaklı proteinler (bakteriler gibi) ASH tarafından hücre içine endositik olarak alınıp lizozom ile birleşir ve lizozomal enzimlerin etkisi ile küçük peptidler haline dönüştürülürler. ER’da yeni sentezlenen sınıf II molekülleri invariant chain (Ii) molekülü ile bağlanarak taşıyıcı veziküller ile lizozoma gelir ve füzyon yaparlar. Lizozom icerisinde Ii molekülü küçük peptid haline dönüştürülür ve HLA-DM molekülüde peptid bağlama oluğunda bulunan parçalanmış Ii molekülü ile eksojen peptidin yer değişimini gerçekleştirir. Peptid yüklenmiş olan sınıf II molekülleri hücre membranına taşınarak CD4(+) T lenfositlerine sunulurlar. İmmün tanıma : İmmün yanıtın oluşumunda ilk basamak, kendi-HLA moleküllerince sunulan yabancı peptidin yardımcı T hücrelerince (CD4+ T hücreleri) tanınmasıdır. Tanınmanın sağlanabilmesi için T-hücre reseptörü (TCR) HLA-antijen kompleksine özgü olmalıdır. Hücrelerin birbiriyle teması üzerine TCR, yabancı peptid ve APC üzerinde yer alan MHC molekülünden oluşan trimoleküler bir kompleks meydana gelir. T hücreleri ve APC arasındaki etkileşim diğer lenfositler ve B7, CD40 gibi T hücreleri üzerinde yer alan CD4, CD8, CD28 VE CD11a/CD18 gibi APC hücre yüzey molekülleri (lökosit fonksiyonuyla bağlantılı antijen 1 [LFA-1]) ve interselüler adhezyon molekülü (ICAM-1) desteği ile sağlanır. Hücre yüzey reseptörleri ve sitokinler gibi immün modülatör molekülleri kodlayan genler uyarılır, transkribe edilir ve aktif ürünler vermek üzere translasyon geçirirler. Aktivasyonun erken evrelerinde yanıtlayıcı T hücrelerinin klonal genişlemesi ile sonuçlanan, interlökin 2 (IL-2) ve interferon-g (IFN-g) sitokinleri üretilir. Makrofajlar ve B hücreleri de ek sitokinler ve kemokinler katılarak çalıştırılmıştır ve böylelikle uyarılmış B hücrelerinin yanıtı genişletilerek olgun antikor oluşturan plazma hücrelerine dönüşmeleri sağlanır. İmmün yanıtın hem hücresel hem de hümoral kolları, nakledilen bir organın yabancı HLA antijenleri ile ilişki halindedir. Transplant yerleştirilmesinde, spesifik alloreaktif T hücrelerinin klonlarının allotanıma ve aktivasyonuna, akut rejeksiyon nöbetlerine, greft fonksiyonlarında aksamaya ve kronik rejeksiyona ve son olarak greft kaybına sebep olabilir. Direkt ya da indirekt allotanıma yolları olarak bilinen iki farklı yol, greftte yer alan yabancı HLA antijenlerin immünojenitesini oluşturur. Direkt yolda, donör MHC antijenlerinin tanınmasında spesifik TCR taşıyan alıcı T hücreler, greftin HLA antijenlerini tanırlar ve onlar tarafından direkt olarak aktive edilirler. Yabancı HLA antijeni kendi-HLA ve yabancı antijenin kombine halini taklit eder böylelikle TCR’ler ile başarılı bir şekilde bağlanırlar. Bu arada donör dendritik hücreleri, gratft ile birlikte “pessenger” lökositler olarak gelirler, ve greftten yuvalarına yani alıcı lenf nodlarına geçerler. Lenf nodlarında alıcı T hücreleri donör APCleri’nce sunulan yabancı MHC ve peptidlere yanıt verirler ve prolifere olurlar. Bu aktive olmuş alıcı hücreler daha sonra süzülerek grefte geçerler ve bozulmakta olan greftin biyopsisi sonucunda kolaylıkla gözle görülebilen red süreçlerini başlatırlar. İndirekt tanıma yolu ile oluşan yanıt, donör antijenlerinin alıcı APCleri tarafından işlenmesini ve sunulmasını gerektirir. Bu hem lenf “pessenger” lökositlerce işgal edilen alıcı lenf nodlarında gelebilir hem de greft antijeninin alıcı APCleri tarafından çıkarılan, geri alınan ve işlenen greft sitlerinde meydana gelebilir. Direkt yol grefte karsi verilen ilk yanıtlarda baskındır, indirekt yolun ise zaman geçtikçe red sürecinin sürmesinde ve yolcu lökositlerin bir uyarı olarak yok olduğu süreçte önemli olduğu var sayılmaktadır. Alloantikor yanıt: Transplantasyonun bir sonucu olarak, aktive edilmiş yardımcı T hücreleri B hücreleri ile etkileşime geçebilirler ve onları spesifik donör HLA antijenlerine yönelik alloantikor üretmeleri için stimule ederler. Transplantasyon sonrası bu tip alloantikorlar saptanması eşlik eden hücresel red yanıtının bir işaretidir. Transplantasyonun oluşturduğu uyarıya ek olarak HLA antijenlerine karşı immün yanıtlar, lökosit içeren kan transfüzyonu ile gelen HLA alloantijenlerine maruz kalma ve hamilelik gibi durumlarda oluşur. Birden fazla transfüzyon alan hastalar ve bazı multipar kadınlar HLA antijenlerine bağışıklık kazanabilirler, ve antikorlar ile spesifik HLA antjenleriyle etkileşime giren aktif T hücre klonları üretirler. Transplantları başarısızlıkla sonuçlanan hastalarda reddedilen greftin HLA antijenlerine karşı yüksek düzeyde antikor üretilmektedir. Potansiyel bir alıcı tarafından antikorlar oluşturulduğunda sensitizasyon (hassasiyet) meydana gelir ki bu da uygun bir organ donörü bulmada engel oluşturur. Hastanın sensitize olduğu belirli HLA antijen/leri içeren bir organın transplantasyonu hiperakut red ile sonuçlanabilir. Bu süreçte alıcı antikorları ile donör antijenlerinin oluşturduğu kompleksler anında greft damarlarında koagülasyonu tetikler, bu da grefte ve greft içindeki kan dolaşımının blokajı ve kesilmesi ile sonuçlanır ve böylelikle greft hızla yok edilir. Böbrek, kalp ve pankreas transplantasyonu bekleyen sensitize hastalar için önceden oluşmuş alloantikorlara hedef antijenlere sahip olmayan donörlerin seçimi kesin şarttır.Yabancı HLA antijenleri immün reddi tetiklediklerinden, alıcı ve verici arasında HLA antijen uyumunun sağlanması transplant başarısı için etkin bir stratejidir. KAYNAK: lokman.cu.edu.tr/anestezi/v_cag/new_page_2.htm VİDEO İLE İLGİLİ LİNGLER www.zaplat.com/video/saglik_videolari/41349/Organ_Nakli_Nedir www.zaplat.com/video/saglik_videolari/34884/Kalp_Nakli www.zaplat.com/video/saglik_videolari/43...alp_Transplantasyonu www.zaplat.com/video/saglik_videolari/28...migi_Tranplantasyonu

http://www.biyologlar.com/transplantasyon-immunolojisi

FSS Partners with the Academy of <b class=red>Natural</b> Sciences

FSS Partners with the Academy of Natural Sciences

  At the beginning of the 2009-2010 school year, a new educational connection was forged between Friends Select School and the school’s Parkway neighbor, the Academy of Natural Sciences of Philadelphia. Each section of second and third grade at Friends Select attends a weekly, one hour-long lesson at the Academy for one third of the school year. These trimester-long science units are taught by museum staff members, and are designed by the Academy's education department and the lower school science specialist. The lessons at the Academy serve as a unique and valuable extension of the lower school science curriculum. The Academy is renowned for its research in the scientific fields of paleontology and limnology (freshwater ecology). Each of these fields served as the focus of the Friends Select science units, paleontology for second grade and limnology for third grade. These academic strengths of the research wing of the Academy offer students the opportunity to be instructed by actual scientists.  Field trips with the scientists, to a fossil dig with second grade and on a survey of a local stream for third grade, allow students to join with their instructors in real scientific enterprise. Video by Tina Dougherty, art director

http://www.biyologlar.com/fss-partners-with-the-academy-of-natural-sciences

Tail as old as time -- researchers trace ankylosaur's tail evolution

Tail as old as time -- researchers trace ankylosaur's tail evolution

How did the ankylosaur get its tail club? According to research from North Carolina State University and the North Carolina Museum of Natural Sciences that traces the evolution of the ankylosaur's distinctive tail, the handle arrived first on the scene, and the knot at the end of the tail followed. The typical ankylosaur had a wide armored body and a flexible tail. But one group of ankylosaurs - ankylosaurids - also had a tail club that could have served as a useful weapon. These "weaponized" ankylosaurids lived about 66 million years ago, during the Cretaceous period. But ankylosaurian dinosaurs were around well before that time - over 145 million years ago, during the Jurassic. Victoria Arbour, a postdoctoral researcher at NC State and the North Carolina Museum of Natural Sciences, was a Ph.D. candidate at the University of Alberta when she began studying how the ankylosaur developed its unique tail. In a paper published in the Journal of Anatomy, Arbour compared Jurassic ankylosaur specimens to those from the early and late Cretaceous period, tracing the tail's evolution from flexible to fearsome. An ankylosaur's tail is composed of a handle and a knob. The knob is made up of osteoderms, a special kind of bone formed in the skin that's unique to armored dinosaurs. The handle is the lower portion of the tail which supports the knob. "In order for an ankylosaur to be able to support the weight of a knob and swing it effectively, the tail needs to be stiff, like an ax handle," says Arbour. "For that to occur, the vertebrae along the tail had to become less flexible, otherwise the momentum generated by the knob's weight could tear muscle or dislocate vertebrae." Arbour looked at a number of early ankylosaurids including: Liaoningosaurus which lived 122 million years ago; Gobisaurus, which lived 90 million years ago; and Pinacosaurus, which lived 75 million years ago and is the earliest specimen with a complete tail club, to determine which of three possible evolutionary paths was most likely. "There are three ways the tail could have evolved," Arbour says. "The knob could have evolved first, in which case you'd see ankylosaurids with osteoderms enveloping the end of the tail, but with the tail remaining flexible. The handle could have evolved first, meaning you would see early ankylosaurids with overlapping or fused tail vertebrae. Or the knob and handle could have evolved in tandem, in which case you'd see ankylosaurids with both structures, but there could have been other differences like shorter handles or smaller knobs." By comparing the tails of the specimens, Arbour saw that by the early Cretaceous, ankylosaurs had begun to develop stiff tails with fused vertebrae. The knob appeared in the late Cretaceous. "While it's possible that some of the species could still have developed the handle and knob in tandem, it seems most likely that the tail stiffened prior to the growth of the osteoderm knob, in order to maximize the tail's effectiveness as a weapon," Arbour says. Source: North Carolina State University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/tail-as-old-as-time-researchers-trace-ankylosaurs-tail-evolution

HİSTOLOJİDE KULLANILAN BOYALARIN SINIFLANDIRMASI VE STANDARDİZASYONU

Histolojide kullanılan boyaların büyük bölümü 3 temel chromoforik gruptan (quino-noid halka, azo-grup veya nitro grup) tan birine dahildir. Quinonoid boyalar çok geniş ve önemli bir gruptur ve quinonoid yapının özel tiplerine bakılarak alt gruplara ayrılırlar. Histolojide boyalar ya boyaların uygulama tarzlarına bakılarak direkt veya mordant boya; ya da genel kimyasal özelliğine bakılarak asit veya bazik boya olarak sınıflarıdırılırlar. Bazı boyalar light green (açık yeşil) gibi rengi açıklayan isimlere, bazıları ise kimyasal açıklamayı da içeren isme sahiptirler (örn/ Anilin mavisi). Birçok boyanın sonunda ise sayılar ve harfler bulunur. Bir boyanın adından sonraki R harfi, ilgili bir boyadan daha kırmızı olduğunu gösterir. 2 R ise daha da kırmızı olduğunu gösterir. B ise genellikle mavimsi bir rengi G (gelb) ve Y her ikisi sarımsı bir rengi belirler. Boyalar için uniform bir adlandırrna, bir boya için birçok sinonimin bulunmasından dolayı özellikle önemlidir. Örneğin lipid boyası olan Sudan IV aynı zamanda Scarlet red, Scharlach R, Oil red IV, fat ponceau R veya LB veya cerotine ponceau 3B olarak da adlandırılmaktadır. Orange G' nin de birçok sinonimi vardır. Phloxine G ve Phloxine B gibi benzer isimli diğer boyalar birbirlerine benzer değildir. Colour Index kullanımı ile bu karışıklık önlenebilir. BOYA İNDEKSİ Bazı boyaların Colour Index' teki numaraları ve varsa sinonimleri aşağıdaki listede verilmiştir. CI Number Dye Synonym 42685 Acid fuchsin acid magenta. acid violet 19 42005 Acridine orange basic orange 14 45000 Acridin red 74240 Alcian blııe 8GX Ingrain blue 1 - Alcian green 2GX Ingrain green 2 58005 Alizarin red S mordant red 3 42755 Aniline blue WS water blue. soluble blue. acid blue 22 41000 Auramine basic yellow 2 52005 Azur A 520010 Azur B - Azur - Azur I - Azur II 425l0 Basic fuchsin magenta. basic violet 14 26905 Biebrich scarlet acid red 66 21000 Bismark brown Y basic brown 1 16250 Brillian crystal scarlet 6R acid red 44. crystal ponceau 6R. naphthalene scarlet 6R. ponccau 6R 75470 Carminc natural red 4 75470 Carminic acid 51050 Celestine blue B mordant blue 14 28160 Chlorantine rast red Sirius red 4B 16570 Chromolrope 2R acid red 29 22120 Congo red direct red 28 -- Cresyl fast violet cresyl echt violet 42555 Crystal violet 42530 Dahlia Hofmanns violet - Direct blue 109 Durazol brilliant blueB 741 80 Durasol fast blue 8G 45400 Eosin B eosin. bluish. acid red 91 45380 Eosin Y eosin yellowish, acid red 1l7 45430 Erythrosin B acid red 51 Dianozin salts 37245 Fast black B 37235 Fast blue B 37210 Fast garnet GBC 37150 Fast red ITR 37085 Fast red ITR 42053 Fast green FCF Food green 3 45350 Fluorescein acid yellow 73 51030 Gallocyanin mordant blue 10 Histoloji laboratuvarlarının çoğu boyaların tespiti ve analizleri ıçin olanaklara sahip değildir. Çünkü bunun için spektrofotometrik, kromotografik ve elektroforetik yöntemler gereklidir. Boyalar ve dokuların her ikisi de iyonize olurken birbirleri ile reaksiyona girecektir ve doğaldır ki bu direkt boyama yöntemlerinde olacaktır; elektropozitif boyalar elektronegatif boyalarla ve karşılıklı olarak birleşir. Mordantlanmış boyalar indirekt boyama yöntemlerindeki bazik boyalar gibi hareket ederler. Asitlerle ve alkalilerle bazik ve asit boyamanın differansiasyonu; pH daki değişikliklerle meydana çıkan iyonik değişiklikler nedeni iledir. Hem boya hem de doku etkilenecektir. Bir boyanın yoğunluğu ve hızı veya tutunması doku kompenentleri için iyonize radikallerinin arzusuna bağlıdır. Karboksil gruplar sadece zayıf asidiktir. Fosforil gruplar ve sülfüril gruplar daha kuvvetlidir. Sülfonlanmış boyalar (asit fuksin, Orange G) proteinlerin bazik gruplarına kuvvetli ilgiye sahiptirler ve kuvvetli differansiasyon isteyen güçlü bağlar oluşturmak üzere onlarla bağlanacaklardır. Mordantlanmış boyalar, direkt bazik boyalar gibi aynı yol1a dokuyla birleşecektir fakat metalik mordant sabit bir doku-metal-boya linkajı şekillendirir. Kimyasal etkileşimle başarılı boyama; birbiri için bir affiniteye sahip farklı ve zıt yüklü radikalli boya solusyonlarına iyonize kimyasal gruplu tespit edilmiş dokuların bir gösterimi olarak kısaca açıklanabilir.

http://www.biyologlar.com/histolojide-kullanilan-boyalarin-siniflandirmasi-ve-standardizasyonu

Some things are too good to be true: Lycaenid butterfly larvae manipulate ants

Some things are too good to be true: Lycaenid butterfly larvae manipulate ants

Project Assistant Professor HOJO Masaru of Kobe University, Graduate School of Science, and joint research groups at the University of the Ryukyus and Harvard University have discovered that lycaenid butterfly larvae, which are in a symbiotic relationship with ants, can control the effect of dopamine by supplying the ants with nectar. The results of this study provide novel insight into the phenomenon of symbiosis and give clues about the physiological functions of dopamine. The study was published in Current Biology on July 31. Lycaenid butterflies and ants are representative examples of mutualism, in which different species benefit from the activities of the other. The larvae of lycaenid butterflies secrete a nectar rich in sugars and amino acids, thereby supplying ants with a source of nutrition, whereas the ants in turn protect the larvae from their natural enemies. However, these benefits are not necessarily balanced because the ants can find alternative sources of food, whereas the larvae are completely dependent on the ants for protection. Therefore, Project Assistant Professor HOJO and his research group hypothesized that the larvae possessed some mechanism to keep the ants from leaving. Using Narathura japonica and Pristomyrmex punctatus, the group investigated the behavior of the two species under the following three conditions: An ant-only environment A symbiotic environment with larvae and ants (with nectar) A symbiotic environment with larvae and ants (no nectar) A reduction in locomotor activity was observed only in ants that ingested nectar, making them stay around the larvae longer. In addition, the researchers discovered that these ants were more aggressive. Measuring brain chemicals in ants that ingested the nectar revealed a decrease in the levels of dopamine, which modulates various behaviors in animals. Moreover, a similar reduction in movement activity was observed in ants administered a drug that suppresses dopamine release (reserpine). This study suggests that the mutualistic relationship between lycaenid butterfly larvae and ants is maintained through the selfish manipulation of behavior by the larvae. Project Assistant Professor HOJO says, "We would like to further study the benefits to the ants of taking the nectar from the larvae." Source: Kobe University http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/some-things-are-too-good-to-be-true-lycaenid-butterfly-larvae-manipulate-ants

Doğa Tarihi Çalışmaları Kronolojisi

MÖ 2500-600: Babiller matematik çalışmalarına başlamışlardı. Bir çemberi 360 dereceye bölmüşler, 60 dakika ve 60 saniyeyi belirlemişlerdir. Tarımsal faaliyetlerini düzenlemek için sel baskınlarını hesaplamaya yönelik bir takvim oluşturmuş ve bir yılı 4.5 dakikalık yanılma payı  ile  hesaplamışlardı.  MÖ  2000  e  gelindiğinde  arkeolojik  kayıtlardan  ele  geçen papirüslerde Mısırlıların tedavi yöntemleri geliştirdiklerini görüyoruz. Nil’in hareketlerine göre seneyi dörder aylık üç mevsime ayırmışlardı ve bir yılı 365 gün olarak belirlemişlerdi.     MÖ  6.  Yüzyıl: MÖ  570’li  yıllarda  Yunan  filozof  Xenophanes  dağlarda  bulduğu  deniz kabuklarından ilham alarak ilk jeolojik teoriyi oluşturdu. Dünyanın ardışık tufanlar yaşadığı fikrini ortaya attı. İnsanların yaratıldıkları formda kaldıklarını ve hiç değişmedikleri fikrini savunan  dine  eleştiri  getirdi.  530’lı  yıllarda  ise  başka  bir  Yunan  filozof  ve  astronom Anaximander evrim fikrini ortaya attı. Canlıların ilk önce balçıktan oluştuklarını ve insanların diğer  türlerde  evrimleştiğini  dile  getirdi.  Aynı  dönemde  Yunan  matematikçi  ve  filozof Pythagoras ise dünyanın yuvarlak olduğunu savundu.  MÖ 5. Yüzyıl: Bu yüzyıl tarihin babası olarak adlandırılan Heredot’un yaşadığı yüzyıldır (484-425). Historia adlı eserinde genel olarak tarihi konulara yer verse de coğrafya ve sosyolojik bilgiler de içerir. Heredot insan çeşitliliğinin çevresel şartlardan kaynaklandığını savunuyordu; ona göre bu çeşitlilik çevreye yapılan uyuma göre belirleniyordu. Deneysel araştırmalar da yaptı.  Mısır  ve İran’dan  topladığı  kafataslarına  taş  ile  vurarak  dayanaklıklarını  ölçtü  ve Mısırlıların  daha  kalın  kafatasına  sahip  olduğu  sonucuna  vardı  ve  İranlıların  kafalarını korumak için bu yüzden başlık taktıklarını ve mısırlıların takmadıklarını açıkladı. Tıp tarihini en  önemli  kişilerinden  Yunanlı  bilgin  Hipokrat  da  bu  dönemde  yaşamıştır  (460-377). Çalışmaları Corpus Hippocraticum adlı eserinde toplanmıştır. Hipokrat vücudu bir organizma olarak görmüş ve vücudun anlaşılmasının ancak çevre ve davranışlar ile ilişkisinin anlaşılması ile mümkün olabileceğini iddia etmiştir. MÖ 4. Yüzyıl: Yunan bilgin Aristo bu dönemde yaşamış ve felsefi konuların yanında zooloji ve anatomi  üzerine  de  çalışmalar  yapmıştır  (384-322). Historia   Animalium adlı  yapıtında insanlar,  maymunlar ve kuyruksuz büyük maymunlar arasındaki benzerlikleri tanımlamış ve aralarında  önemli  bir  bağ  olduğunu  söylemiştir.  Aristo  da  insan  çeşitliliğinin  çevresel nedenlerden kaynaklandığını savunmaktadır. MÖ 314 yılında Yunan filozof ve botanikçi Theophrastus yazdığı iki botanik kitabı ile –Historia  plantarum ve Plantarum  causae-450 bitkiyi kaydetti. Bu daha sonraki botanik kitaplarına temel olmuştur. Botaniğin kurucusu olarak anılan Theophrastus ayrıca bilinen ilk jeoloji kitabının da yazarıdır.MÖ 3. Yüzyıl:MÖ 240’lı yıllarda Yunan coğrafyacı ve matematikçi Eratosthenes dünyanın çevresinin 46.000 km olduğunu hesapladı. Ayrıca eylem ve boylamları gösteren ilk dünya haritasını da üretti. MÖ  1.  Yüzyıl: MÖ  20’li yıllarda  Yunan  coğrafyacı  Strabo  var  olan  tüm  coğrafi   bilgiyi Geographicaadını verdiği 17 ciltlik eserinde topladı.MS 2. Yüzyıl: Bu dönemin bilginlerinden Mısır-Yunanlı bilgin Ptolemy organik dünya ile inorganik dünyanın yaradılışta oluşturulduğunu ve yaradılıştan beri herhangi yeni bir türün olmadığını savunmuştur.  MS  11.  Yüzyıl: 1086  yılında  bir  Çin  kitabında  erozyon,  yerkabuğunun  yükselmesi  ve sedimantasyon gibi jeoloji kavramları açıklandı. Bu yüzyılın sonlarına doğru (yaklaşık 1190 yılında) Avrupa’da manyetik pusula kullanılmaya başlandı. MS 15.Yüzyıl: Bu yüzyıl ünlü İtalyan bilgin Leonardo da Vinci’nin yaşadığı yüzyıl olarak bilim tarihinde  önemli  bir  yer  yutar  (1452-1519).  Fizik,  biyoloji,  jeoloji,  anatomi,  mimarlık, mühendislik, resim, heykel, müzik, botanik ve matematik gibi alanlarda çok önemli çalışmalar yaparak gerçek anlamda bir bilgin olma sıfatına layık olmuştur. Ölü canlılar üzerinde yaptığı çalışmalar ile 750 den fazla anatomi çizimi yaparak anatomi anlamında çok faydalı bilgileri ortaya çıkarmıştır, ayrıca kan ve damarlar üzerine yaptığı çalışmalar kan dolaşımı sisteminin anlaşılması  için  zemin hazırlamıştır.  Yaptığı  birçok  mekanik  çizimin  yanında  (helikopter, paraşüt, matbaa, İstanbul’a boğaz köprüsü gibi), fosiller üzerine yaptığı çalışmalar ile de doğa bilimlerin büyük katkılar sağlamıştır.   MS 16. Yüzyıl: 1517 yılında İtalyan bilim insanı Girolamo Fracastoro fosilleri organik kalıntılar olarak açıkladı. 1543 yılında modern astronominin kurucusu olarak anılan Polonyalı Nicolaus Copernicus güneşin merkezde olduğu gezegen hareket sistemini De  revolutionibusorbium coelestium(Göksel Kürelerin Devinimleri Üzerine) adlı eserin açıkladı ki bu bilim dünyasında bir  devrim  oldu. Heliosentrik  (güneş  merkezli)  bir  sistem  olduğunu  ve  gezegenlerin mükemmel birer dairesel yörüngelerde hareket ettiklerini savundu. Kitabı 1616 yılında kilise tarafından yasaklansa da 1835 yılında yasaklar listesinden çıkarıldı. Aynı yıl (1543) bilim dünyasında başka bir önemli gelişme daha yaşandı. Modern anatominin kurucusu olarak bilinen Hollanda’lı anatomist Andreas Vesalius insan anatomisi üzerinde yaptığı çalışmalarını De humani corporis fabrica libri septem (insan vücudu yapısı üzerine yedi kitap) adlı eserinde topladı. Kitabı birçok insanı kesip inceleyerek yaptığı çalışmalara dayanmakta olup, daha önceki bir çok çalışmayı da çürütmüştür. 1544 yılında Alman teolog Sebastian Münster ilk dünya coğrafyası dergisini bastı. Alman mineralog Georgius Agricola 1546 yılında yazdığı eseri  olan De natura fossilium’de (Fosillerin doğası üzerine) ‘fosil’ terimini yer altından kazılarak çıkarılmış her şey olarak tanımladı. 1570 yılında ilk geniş kapsamlı dünya haritası Hollandalı coğrafyacı Abraham Ortelius tarafından basıldı. Bu yüzyılın sonlarında yine doğa tarihinin önemli bilginlerinden İtalyan Galileo Galilei (Galileo olarak bilinir) önemli keşifler yapmıştır. Aristoteles’in hareket teorilerini çürütüp, Copernicus’un güneş merkezli evren teorisini desteklemiştir. MS 17. Yüzyıl: 1608 yılında Hollanda’da optikçi Hans Lippershey ilk teleskopu icat etti ki bu gökbilim açısından dönüm noktalarından biri oldu. Bundan hemen bir yıl sonra Galileo teleskop yardımı birçok gezegene ait tanımlamalar yaptı. Aynı yıl Lippershey yine optik ile uğraşan Zacharias Jansen ile beraber mikroskobu icat ettiler. Mikroskop da teleskop gibi bilim tarihinde dönüm noktası olan icatlardan biri oldu. 1643 yılında İtalyan fizikçi Evangelista Torricelli  hava  basıncını  ölçemeye  yarana  barometreyi  icat  etti.  1654 yılında  İrlandalı başpiskopos James Ussher Annlium  pars  postierior adlı eserinde, yaptığı hesaplamalara dayanarak dünyanın milattan önce 23 Ekim 4004 tarihinde yaratıldığını öne sürmüştür.  17. Yüzyılın ikinci yarısında İngiliz fizikçi Sir Isac Newton’un önemli buluşlarına sahne oldu. 1665 yılında evrenselyerçekimi fikrini ortaya attı.  1668 yılında da aynalı teleskopu icat etti. 1687 yılında  3  ciltlik  büyük  eseri  olan Philosophiae  naturalis  principia  mathematica’yı (Doğa felsefesinin  matematiksel  ilkeleri) bastı ki bu eser şimdiye kadar yazılmış en büyük bilim kitaplarından biridir. Bu yüzyılın en öneli bilim adamlarından birisi de Danimarkalı anatomist ve jeolog Nicolaus Steno’dur. İnsan ve hayvanların beyinlerini incelemiş ve beyin epifizlerinin benzer olduğunu göstererek bunların insanlara özgü olduğunu söyleyen Descartes’in tezlerini çürütmüştür. Anatomi çalışmaları olsa da asıl ününü jeoloji çalışmaları ile kazanmış ve jeolojinin babası unvanını almıştır. Üst üste yerleşmiş olan tabakalardan aşağıda olanın daha önce oluşmuş olduğunu belirleyerek jeoloji ve paleontoloji bilimine çok büyük katkı sağlamıştır.  Bu ilkeyi ve keşfettiği diğer ilkeleri 1669 yılında yayınladığı De  Solido  Intra  Solidum  Naturaliter  Contento Dissertationis Prodromus adlı eserinde açıklamıştır.  MS 18. Yüzyıl: 1714 yılında Alman fizikçi Daniel Gabriel Fahrenheit termometreyi icat etti. 1735 yılı biyoloji anlamında çok önemli bir yıldı. İsveçli botanikçi Carl Linnaeus yayınladığı eseri Systema naturaeile biyoloji dünyasında çok önemli bir yer aldı. Linnaeus canlıların cins ve tür isimleri ile sınıflandırılmasını öngören çalışması ile taksonominin temellerini attı. 1743 yılında İngiliz doğa bilimci Christopher Packe ilk jeoloji haritalarından birini çizdi.  18. Yüzyılın ikinci  yarısında  biyolojik  bilimler  anlamında  Fransız  doğa  bilimci  Georges-Louis  Leclerc, Comte de Buffon önemli çalışmalar yaptı. 1749-1804 (öldükten sonra da çalışmaları basıldı) yılları arasında 44 serilik Historie  naturelle adlı eseri yayınlandı. Hayvanların aynı olmadığını ve çeşitlilik gösterdiğini savunan Buffon benzer türlerin ortak atadan geldiğini de savunarak daha sonra gelişecek evrim teorilerine de katkı yapmıştır. Büyük ölçekte bir evrimi inkâr etse de  canlılar  arasında  çevre  şartlarına  göre  değişimler  olduğunu  savunmuştur.  Ayrıca çalışmaları Lamarck ve Cuvier gibi önemli bilim insanlarına esin kaynağı olmuştur. 1775 yılında On  the  Natural  Variety  of  Mankind adlı eserinde Alman anatomist ve antropolog Johann  Friedrich  Blumenbach insanları kafatasları üzerinde yaptığı çalışmalara göre beyaz, siyah, sarı, kırmızı ve kahverengi ırk olmak üzere 5 ırka ayırmıştır. Köken olarak beyaz ırkın kafatasının  oluştuğunu  ve  diğer  ırkların  çevreye  uyum  sonucu  bundan  farklılaştıklarını savunmuştur. Ayrıca morfolojinin çevreye uyum sonucu değişebileceğini ancak türleşmenin özel bir oluşum süreci ile meydana geldiğini savunmuştur. Yine aynı dönemde yaşamış olan Amerikalı teolog  Samuel  Stanhope  Smith  ise Essay  on  the  Causes  of  Variety  of  Complexion and Figure in the Human Species adlı eserinde insan çeşitliliğinden bahsetmiştir (1810). Ona göre insanoğlu ırksal kademelere ayrılamaz ve tekdir. Farklılıkları sadece çevresel etkiler belirler. Deri renginin de iklimden etkilendiğini savunmuştur. 1779  yılında İsviçreli jeolog Horace Bénédict de Saussure ‘jeoloji’ terimini kullanmıştır. Yüzyılın sonunda 1799 yılında Alman doğa bilimci Alexander von Humboldt Jura dönemini tanımlamış ve yine aynı yıl İngiliz jeolog  William  Smith  kayaç  tabakalarının  içerdiğifosilleri  ile  tanımlanabileceğini  ortaya atmıştır.   MS 19. Yüzyıl: Evrim çalışmaları anlamında altın bir yüzyıldır. Fransız doğa bilimci Jean-Baptiste Lamarck daha sonra teorisi çürütülse de evrim teorilerinin başlaması açısından çok önemli bir bilim adamı olarak bilinir. 1809 yılında yayınladığı eseri Philosophie zoologique ou exposition des considerations relatives a l’histoire naturelle des animaux’de (Zoolojik felsefe: hayvanların doğal tarihlerininin yorumlanması) canlıların çevresel şartlar gereği özellikler kazandığı ve kazanılmış bu yeni özellikleri sonraki nesillere aktardığını savunmuştur. Yine bu dönemde  yaşamış olan  Georges  Cuvier  yaptığı  çalışmalar  ile  karşılaştırmalı  anatomi  ve omurgalı  paleontolojisinin  öncüsü  konumundadır.  Evrim  fikrine  karşı  çıkan  Cuvier’in görüşüne göre dünya belirli zamanlarda büyük tufanlar geçirmiş ve bu tufanlar ile canlılar yok olup ardından yeni canlılar ortaya çıkmıştır (katastrofizm). Bu dönemde yaşayan İngiliz nüfus bilimci Thomas Malthus da doğa bilimcisi olmamasına rağmen evrim teorisine önemli katkılar sağlamıştır. 1729 ile 1826 yılları arasında 6 baskı olarak yayınlanan eseri An  Essay  on  the Principle   of   Population‘da;  nüfusların  besin  kaynakları  aşacak  şekilde  büyüdüğünü,  bu büyüme sonucu toplumlarda besin kaynağı için çekişme olacağı ve bu çekişmeye herkesin ayak uyduramayacağını ve dolayısıyla sadece bazı canlıların hayatta kalacağını savunmuştur. Bu eseri Wallace ve Darwin tarafından okunarak doğal seçilim fikrine ilham kaynağı olmuştur.   Darwin’le berabermodern evrim teorisinin öncülerinden birisi de Galli doğa bilimci Alfred Russel Wallace’dir. Doğal seçilim fikrini Darwin’den bağımsız olarak bulan Wallace Darwin’e 1858 yılında yazdığı mektupla fikirlerini belirtmiş ve bu mektup Darwin’in kitabını yazmasını hızlandırmıştır. Darwin gibi çıktığı yaptığı bir yolculuk sonrası fikirleri gelişmiştir (Malay takımadaları, Güneydoğu Asya). 1871 yılında yayınladığı eseri Contributions to the Theory of Natural  Selection (Doğal seçilim teorisine katkılar) kendi fikirlerini açıklayarak Darwin’in teorisine destek olmuştur. 1815 yılında William Smith fosillere dayalı kayaç sınıflandırması ile ilgili kitabını yayınladı (Strata  Identified  by  Organized  Fossils). 1822 yılında Kretase dönemi Omalius d’Halloy tarafından tanımlandı. Aynı yıl Mary Mantell bir iguanadona ait olan ilk dinozor fosilini buldu. 1830 yılında İskoç jeolog Charles Lyell dünyanın yüzeyinin geçmişte geçirdiği fiziksel, kimyasal ve biyolojik süreçlerin aynılarının bugün de geçirdiğini öne sürdüğü üniformitarizm’ teorisini ortaya attı. 1830-1833 yıllarında yayınladığı 3 ciltlik eseri Principles of  Geology modern jeolojinin gelişmesinde çok önemli bir yer tutmuştur. Bu kitabın Charles Darwin’i de etkilediği düşünüldüğünde sadece jeoloji değil aynı zamanda biyoloji  bilimi üzerinde de ne kadar etkili olduğu ortaya çıkar. Ayrıca Lyell Pliyosen, Miyosen ve Eosen dönemlerini de tanımlamıştır. Arka arkaya gelen bir süreçte; 1834 yılında da Friedrich August von Alberti Trias dönemi, 1835 yılında Roderick Murchison Silüryen dönemi ve Adam Sedgwick Kambriyen dönemi, 1839 yılında Adam Sedgwick ve Roderick Murchison Devoniyen dönemi, 1841 yılında ise yine Roderick Murchison Permiyen dönemi tanımladı. 1840 yılında İsviçreli zoolog ve jeolog Louis Agassiz  buz  devirleri  teorisini ortaya attı. Alp’lerde yaptığı çalışmalar sonucu buzulların hareket ettiğini gösterdi ve önceki dönemlerde dünyanın buz çağı yaşadığını iddia etti. Bu yüzyılında özellikle evrim ve paleoantropoloji anlamında çok önemli keşifler yapıldı. 1856 yılındaAlmanya’nın  Neander  vadisinde,  daha  sonra Homo   neanderthalensis olarak sınıflandırılacak, Neandertal fosilleri bulundu. 1858 yılında Amerikalı jeolog Antonio Snider-Pellegrini kıta kayması teorisini ortaya attı. 1869 yılında İsviçreli fizikçi Friedrich Miescher yaptığı deneyler sonucu saf DNA elde etti ve bu genetik çalışmalar anlamında bir dönüm noktası oldu. Bu dönem genetik bilimi için başka bir anlam daha ifade eder. 1822-1884 yılları arasında yaşamın olan Avusturyalı botanikçi Gregor Mendel bezelyelerüzerinde yaptığı çalışmalar ile bir türün özelliklerinin kalıtım yoluyla sonraki kuşaklara aktarıldığını bularak genetik biliminin temellerini atmıştır.Mendel’in kalıtım yasaları 20. yüzyılın başlarına kadar pek  kabul  görmese  de  bu  tarihlerde  yapılan  deneyler  ile  ispatlanarak  genetiğin  temel ilklerinden biri halini almıştır.Yüzyılın sonlarına doğru İsveçli kimyager Svante Arrhenius küresel ısınma kavramını dile getirdi. Özel Bölüm ‘Charles Darwin ve Evrim Teorisi’: Bu yüzyılın bilim tarihi açısından şüphesiz en önemli olaylarından biri, hatta en önemlisi, Charles Darwin’in geliştirdiği evrim teorisidir. Biyolojinin temellerinin atıldığı bu önemli olay için ayrı bir yer açmakta fayda var. 1809 -1882 yılları arasında yaşayan İngiliz doğa bilimci Darwin yaptığı işle ironik olarak teoloji eğitimi almak üzere Edinburgh’a gönderilse de içindeki doğa bilimi tutkusu onu orada 3 seneden fazla tutamadı. HMS Beagle adlı askeri araştırma gemisi ile 1831 de başlayan ve 5 yıl süren gezisi daha sonra biyolojinin en önemli konularından biri olacak evrim teorisinin kurulmasını sağladı. Lamarck’ın teorisi gibi bazı değişim teorileri olsa da o zamana kadar genel görüş canlıların olduğu şekilde yaratıldıkları idi. Darwin Galapagos adalarında yaptığı incelemelerde farklı ortamlarda birbirlerine benzer ancak farklı hayvanlar olduğunu tespit etti. Buradan yola çıkarak canlıların zaman içerisinde değişen çevre şartlarına uyum sağlamak için değişim geçirdiklerini, değişimi daha iyi geçiren ve uyum sağlayan canlıların hayatta kalırken güçsüz canlıların ise yok olduğunu öne sürerek doğal seçilim tezini ortaya attı. Geziden döndükten sonra kitap çalışmalarına başlayan  Darwin 1858 yılında Wallace’den aldığı  mektupta  fikirlerinin  aynı  olduğunu  görüp  çalışmalarının  hızlandırdı. 1859  yılında biyoloji ve doğa bilimleri tarihinin belki de en önemli kitabı olan ‘On the Origin of Species by Means  of  Natural  Selection,  or  the  Preservation  of  Favoured Races in the Struggle for Life’ı’(Doğal Seçilim Yoluyla Türlerin Kökeni ya da Hayat Kavgasında Avantajlı Irkların Korunumu Üzerine) yayınladı.Burada değinilmesi gereken nokta, Darwin’in bu teoriyi ve çalışmayı hazırlarken  birçok  farklı  disiplindenbilim  insanının  çalışmalarını  okuması  ve  onlardan esinlenmesidir (Lyell ve Malthaus gibi). Ayrıca Darwin’in hiçbir genetik bilgisi olmadan ve kalıtım yasasını bilmeden bu teoriyi geliştirmesi de zekâsının göstergesidir. Genel evrim kuramının yanında Darwin insan evrimi üzerine de çalışmış ve bu konuda 1871 yılında The Descent  of  Man,  and  Selection  in  Relation  to  Sex (İnsanın türeyişi ve seksüel seçme) adlı eserini  yayınlamıştır.  Darwin  bu  kitabında  değindiği  seksüel  seçme  doğal  seleksiyon kavramının temellerinden biri lup; karşı cins tarafında tercih edilmek için daha iyi özelliklere sahip olmayı ifade eder. Daha büyük vücut yapısı, daha kuvvetli olma, daha becerili olma, daha zeki olma gibi özellikle bunların arasında sayılabilir. Bu kitapların yanında, jeoloji, zooloji ve botanik üzerine birçok eseri de vardır.   MS 20. Yüzyıl: 1927 yılında Belçikalı astronom Georges Lemaitre evrenin yaklaşık 13,7 milyar yıl önce aşırı yoğun ve sıcak bir noktadan meydana geldiğini savunan‘Big Bang’ teorisini ortaya attı(Big Bang ismi sonradan verildi).1947 yılında Amerikalı kimyager Willard F. Libby karbon tarihleme metodunu bulmuştur ki bu tarih öncesi bilimler için çok önemli bir dönüm noktasıdır. 1953 yılında genetik çalışmalar için başka bir dönüm noktası oldu ve Amerikalı James Watson ve İngiliz Francis Crick DNA’nın çift sarmallı yapısını çözdüler. 1968 yılında bazı kayalar üzerinde 3 milyar yıl öncesine giden canlı kalıntıları bulundu. 1984 yılında Russ Higuchi  150  yıl önce  ölmüş bir  hayvandan DNA örneği  almayı başarmış  ve  antik DNA çalışmalarının başlamasını sağlamıştır. İlk çalışmayı Higuchi’nin yapmasına rağmen antik DNA’nın çalışmalarının lideri konumunda İsveçli bilim insanı Svante Pääbo bulunur. 1985 yılında bir insan mumyasından DNA çıkarmayı başararak bu çalışmaların öncüsü olmuştur.  1988 yılında İsrailli ve Fransız bilim insanları tarafından bulunan fosiller, Homo sapiens’in önceki düşünülenin neredeyse iki katı bir zaman dilimi olan 90.000 yıllık bir süreç öncesinde yaşadıklarının ortaya koydu. 1987 yılında Amerikalı bilim adamları Rebecca Cann, Mark Stoneking ve Alan Wilson yaşan insanlar üzerinde yaptıkları DNA çalışmaları ile mitokondriyalDNA’larının kökeninin yaklaşık 200 bin yıl öncesi muhtemelen Afrika’da yaşayan bir kadına gittiğini tespit ettiler (bu yüzden mitokondriyal  Havva  olarak  da  adlandırılır).  Afrika’dan  çıkış  kuramını  desteklemesi  ve modern insanın kökeni hakkında bilgi vermesi açısından çok önemli bir gelişmedir.  1991 yılında Amerikalı jeologlar dünyaya 65 milyon önce bir göktaşı çarptığını onayladılar. 1994 yılında Etiyopya’da Amerikalı paleoantropolog Tim White liderliğindeki ekip 4,4 milyon yıllık hominid kalıntıları buldular (Ardipihtecus ramidus). Bu buluntu iki ayak üzerinde dik yürüme yetisinin  bilinenden  daha  eski  bir  zamanda  başladığını  göstermiş  olmakla  beraber,  bu hominidlerin ormanlık bir alanda yaşamış olmaları iki ayak üzerinde dik yürüme yetisini ortaya çıkaran mekanizmalar ile ilgili teorilerin tekrar gözden geçirilmesini sağladı. 1995 yılında İspanya’da bulunan taş aletler Homo cinsinin 1 milyon yıldan daha önce Avrupa’da yaşadıklarının gösterdi.  MS 21. Yüzyıl: 2002 yılında Güney Afrika’da Blombos mağarasında bulunan ve 70.000 yıl öncesine tarihlenen iki adet boyalı süs eşyası insanın soyut düşünme yeteneğinin sanılandandaha önce başladığını ortaya koymuştur. 2000 yılında Kenya’da (Orrorin tugenensis) bulunan ve 6 Milyon yıl ile tarihlendirilen hominid ile 2002 yılında Çad’da bulunan 7 milyon yıllık hominid kalıntıları(Sahelantropus tchadensis) 21. Yüzyılın başında paleoantropoloji bilgilerini geliştirmiş ve en eski hominid kalıntıları konumuna geçmişlerdir. 2006 yılında Svante Pääbo liderliğinde  başlayan  Neandertal  genom  projesi  2010  yılında  sonuçlarını  açıklamış  ve Neandertaller  ile  modern  insan  arasında  gen  alışverişiolduğu  açıklanıp,  Afrika  dışında yaşayan  insanların  belli  oranlarda Neandertal geni  taşıdıkları ortaya koyulmuştur.  2008 yılında Sibirya’da Altay dağlarında yer alan Denisova mağarasında yaklaşık 40 bin yıllık bir parmak kemiği bulundu. Bu kemik üzerinde yapılan DNA çalışmaları bu kemiğin ne modern insana ne de Neandertallere ait olduğunu ortaya koydu. Özel Bölüm ‘Leakey Ailesi’: İnsan evrimi çalışmalarında en önemli malzemeler olan fosillerin bulunması konusunda Leakey ailesinin yeri çok önemlidir ve bu yüzden ayrı bir başlıkta  değinmekte fayda var. Ailenin ilk nesil paleoantropologları Mary ve Louis Leakey’dir. Louis Leakey Kenya’da görevli bir İngiliz misyonerin oğlu olarak dünyaya geldikten sonra Cambridge’de antropoloji okudu. 1926-1935 yılları arasında doğa Afrika’da bir dizi arkeolojik ve paleoantropolojik çalışma gerçekleştirdi. 1960 yılında Olduvai Gorge’da Homo  habilis olarak sınıflandırılan, erken hominidlere göre daha büyük beyne sahip olan ve alet yapabilen bir hominid keşfetti. Louis Leakey’in buluntuları insanlığın kökeninin Afrika olduğunu ve bu kökenin  sanılandan  çok  daha  eskiye  gittiğini  gösterdi.  1936  yılında  yine  bir  İngiliz paleoantropolog  olan  Mary  Leakey  ile  evlendi.  Mary  Leakey  Londra’da  eğitimini tamamladıktan sonra 1935 de Tanzanya’ya gelerek 1 yıl sonra evleneceği Louis Leakey’in kazısına katıldı. O da Louis Leakey gibi hayatının çok büyük bir kısmını doğa Afrika’da fosil arayarak geçirdi. 1959 yılında Australopithecus boisei cinsine ait 1.75 milyon yaşında hominid fosillerini keşfetti. 1976 yılında çalışmalarını Tanzanya’nın başka bir bölgesi olan Laetoli’ye kaydırdı ve 1978 yılında o zamana kadar insan atalarına ait bulununmuş en eski izleri keşfetti. Bunlar 3.75 milyon yıl ile tarihlendirilen 2 farklı hominidin volkanın küller üzerinde bıraktığı ayak izleriydi. Eski olmasının yanında iki ayak üzerinde dik yürüme ile ilgili de önemli bilgiler vermesi açısından bu buluş çok önemlidir. Leakey ailesinde üçüncü nesli Mary ve Louis Leakey’lerin oğlu Richard Leakey ve eşi Meave Leakey temsil eder. 1944 doğumlu Richard Leakey Omo, Koobi Fora ve Batı Turkana’da çalışmalar yaptı. 1967 yılında Omo’da yaptığı çalışmalar esnasında şimdiye kadar bulunmuş en eski Homo  sapiens fosillerinden  biri  olan Omo kafatasını ve bazı vücut kemiklerini keşfetti. Yaklaşık 160.000 yaşında olan bu kafatası Homo  sapeins’inen  eski  örneklerinden  biri  olup  modern  insanın  ortaya  çıkışının  tarihi açısından çok önemli bir fosildir. Daha sonra Koobi Fora’da çalışmalara başlayan Richard Leakey 1969 yılında kaba yapılı Australopithecus olarak bilinen Paranthropus boisei‘ye ait bir kafatası buldu. 1.7 milyon yıl ile tarihlendirilen bu kafatası ile beraber taş alet olduğu düşünülen buluntular da ele geçmesi bu türün taş alet yapan veya kullanan ilk hominid olabileceğiniakla getirdi. Yine Koobi Fora’da yapılan kazılarda; 1972 yılında Homo rudolfensis sınıflandırılan 1.8 milyon yıllık; 1975 yılında Homo  erectus olarak sınıflandırılan 1.75 milyon yıllık ve 1976 yılında yine Homo  erectus olarak sınıflandırılan 1.6 milyon yıllık kafatasları bulmuştur.   Hazırlayan: Ahmet İhsan Aytek Kaynaklar: Birkx, J.H. (ed).2006. Encyclopedia of Anthropology. Sage Publications. Demirsoy, A. 2000. Kalıtım ve Evrim(11.baskı). Meteksan Matbaacılık. Günergün, F. 2010. Mektebi Tıbbıyei Şahane’nin 1870’li Yılların Başındaki Doğa Tarihi Koleksiyonu. Çeviri Yazı, Osmanlı Bilimi Araştrmaları338 Xl/ 1-2: 337 -344. Gürel, A.O. 2001. Doğa Bilimleri Tarihi. İmge Kitabevi. İslamoğlu, Y. 2012. Kemaliye ‘Prof. Dr. Ali DEMİRSOY Doğa Tarihi Müzesi’. Popüler Bilim. Haziran-Temmuz sayısı, 37-40.  Keleş, V. 2003. Modern Müzecilik ve Türk Müzeciliği. Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi. Cilt 2, Sayı 1-2. Millar, D., Millar, I, Millar, J. ve Millar, D. 200. The Cambridge Dictionary of Scientists(second edition). Cambridge University Press. http://www.amnh.org/ http://www.anadolumedeniyetlerimuzesi.gov.tr/ http://www.biltek.tubitak.gov.tr/bilgipaket/jeolojik/ http://www.britannica.com/ http://www.childrensmuseum.org http://www.childrensmuseums.org http://www.hands-on-international.net http://icom.museum/ http://www.istanbul.edu.tr/eng/jeoloji/muze/M.htm http://www.jeoloji.itu.edu.tr/Icerik.aspx?sid=8819 http://kemaliyemyo.erzincan.edu.tr/40 http://www.kulturvarliklari.gov.tr http://www.mnhn.fr/ http://www.mnh.si.edu/ http://www.mta.gov.tr http://www.naturkundemuseum-berlin.de http://www.nhm.ac.uk http://www.nhm-wien.ac.at http://www.stratigraphy.com http://www.tabiattarihi.ege.edu.tr http://www.wikipedia.org/

http://www.biyologlar.com/doga-tarihi-calismalari-kronolojisi

Butterfly mimicry through the eyes of bird predators

Butterfly mimicry through the eyes of bird predators

In the natural world, mimicry isn't entertainment; it's a deadly serious game spanning a range of senses - sight, smell and hearing. Some of the most striking visual mimics are butterflies. Many butterflies become noxious and unpalatable to predators by acquiring chemical defences from plants they ingest as caterpillars. Other butterflies mimic the 'aposematic' or warning colouration and conspicuous wing patterns of these toxic or just plain foul-tasting butterflies. In a new study, scientists from the National Centre for Biological Sciences (NCBS), Bangalore and the National University of Singapore (NUS) investigate how well butterfly mimics resemble their aposematic models. Shiyu Su, a PhD student advised by Krushnamegh Kunte from NCBS and Matthew Lim from NUS, investigated mimetic butterfly communities called 'butterfly rings' from the Western Ghats of India. Since butterflies are often eaten by insectivorous birds, her aim was to understand how similar mimics were to their aposematic models when perceived through the eyes of bird predators. The research, which is published in the November issue of the journal Evolution, reveals some fascinating forces driving the evolution of butterfly wing mimicry. The first result in the study indicates that female butterflies are generally better mimics than males. "Female butterflies carry heavy loads of eggs, which impairs their escape flight when they are attacked by birds and other predators. Because of this risk of predation, female butterflies are under intense natural selection to be very good mimics. Therefore, it makes sense that females are better mimics than males", explains Kunte. Male wing patterns, on the other hand, are also likely to be under sexual selection since females often prefer brighter, more flamboyant mates. This could be one of the reasons why males may not be such good mimics. In extreme cases, the two opposing forces of natural selection on females and sexual selection on males may lead to male and female butterflies of the same species ending up looking radically different, i.e. sexually dimorphic. This is essentially what happens in female-limited mimicry, where females are mimetic, whereas males are not. However, the intermingling of genes when males and females mate leads to a kind of stalemate in the evolution of wing patterns. In other words, genetic correlations between the sexes (because of mating) constrains the ability of females to become better mimics, just as it restrains males from becoming too ostentatious. So, one could expect that in dimorphic species, females wouldn't be very good mimics. Therefore, the second result of the study - that female-limited mimics were still excellent mimics - was rather surprising. The authors hypothesise that perhaps natural selection in this system is strong enough to overpower the dilution effects of genetic correlations. Apart from acting in a sex-specific manner, natural selection on mimicry could also act differently on the different surfaces of the wing. Since upper wing surfaces are exposed during flight and are likely to be spotted by birds in flight, one would expect that the upper surfaces would be better mimics than ventral wing surfaces. Therefore, the third result in this study - that lower sides of wings are closer mimics of models than the upper sides - is also intriguing. In hindsight, the reasons for this could be many - one of which is simply that bird predation on butterflies at rest (when their wings are folded and the undersides are visible) is a very strong driving force on mimicry. Were these patterns expected? "Yes and no", says Kunte. "Although the first result was easy to understand, the other two results were surprisingly counter to expectations. This paper throws open new questions about the evolution of mimicry and the selective forces that influence the evolution of butterfly wing patterns. Many of these questions are amenable to experimental analysis and we hope to have some more answers soon", he adds. Source: Tata Institute of Fundamental Research http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/butterfly-mimicry-through-the-eyes-of-bird-predators

An enzyme enigma discovered in the abyss

An enzyme enigma discovered in the abyss

Scientists at the Universities of Bristol and Newcastle have uncovered the secret of the 'Mona Lisa of chemical reactions' - in a bacterium that lives at the bottom of the Pacific Ocean.

http://www.biyologlar.com/an-enzyme-enigma-discovered-in-the-abyss

Scientists report world's first herbivorous filter-feeding marine reptile

Scientists report world's first herbivorous filter-feeding marine reptile

Some strange creatures cropped up in the wake of one of Earth's biggest mass extinctions 252 million years ago. In 2014, scientists discovered a bizarre fossil--a crocodile-sized sea-dwelling reptile,

http://www.biyologlar.com/scientists-report-worlds-first-herbivorous-filter-feeding-marine-reptile

ARKELERİN SİSTEMATİĞİ HAKKINDA BİLGİ

ARKELERİN SİSTEMATİĞİ HAKKINDA BİLGİ

Arkeler, Arkea ( Yunanca αρχαία, "eskiler" 'den türetme; tekil olarak Arkaeum, Arkaean, veya Arkaeon), veya Arkebakteriler, canlı organizmaların bir ana bölümüdür. Yabancı literatürde bu gruptaki canlılar Archaea veya Archaebacteria, grubun tek bir üyesi ise tekil olarak Archaeum, Archaean, veya Archaeon olarak adlandırılır Arkeler, Ökaryotlar ve Bakteriler, üç-saha sisteminin ( İngilizce three domain system) temel gruplarıdır. Bakteriler gibi arkaeler de çekirdeği olmayan tek hücreli canlılardır, yani prokaryotlardır (prokaryotlar altı- alemli sınıflandırmada Monera olarak adlandırılırlar). İlk tanımlanan arkaeler aşırı ortamlarda bulunmuş olmalarına rağmen sonradan hemen her habitatta raslanmışlardır. Bu üst krallığa ait tek bir organizma "arkeli" (Arkea'ye ait anlamında; İngilizce archaean) olarak adlandırılır, bu sözcük sıfat olarak da kullanılır. Tarihçe 1977'de Carl Woese ve George Fox, prokaryotları 16S rRNA dizinlerine göre sınıflandırdıkları filojenetik ağaçdaki diğer bakterilerden ayrı kümelenmelerinden dolayı arkaeleri tanımlanmışlardır. Bu iki canlı grubu başlangıçta birer âlem veya alt âlem olarak görülmüş, Arkaebakteriler ve Öbakteriler olarak adlandırılmışlardır. Woese bu grupların canlıların temel düzeyde birbirinden farklı birer kolu sayılması gerektiğini savunmuştur. Daha sonra bu kavramı daha belirginleştirmek için grupları Arkeler ve Bakteriler olarak yeniden adlandırmış ve bunların, Ökarya ile beraber canlıların üç bölgesini oluşturduğunu öne sürmüştür. (Woese'nin bu gruplara İngilizce 'bölge' anlamında domain olarak adlandırmıştır; Türkçe üst-âlem olarak da adlandırılırlar.) Biyolojik bir terim olarak Arkea ile jeolojideki Arkean veya Arkeozoik dönemin bir ilişkisi yoktur. Arkeozoik dönem, Yer tarihinde Arke ve Bakterilerin gezegende yaşayan tek canlılar olduğu bir dönemin ismidir. Bu canlılara ait muhtemel fosiller 3,8 milyar yıl öncesine tarihlenmişlerdir. Moleküler biyolojide temel rolü olan genetik transkripsiyon ve translasyon mekanizmaları bakterilere pek benzemeyip, çoğu bakımdan ökaryotlara benzemektedir. Örneğin arke translasyonu ökaryotik-benzeri başlatma (initiation) ve uzatma (elongasyon) faktörleri kullanır, trankripsiyonda ökaryotlardaki gibi TATA-bağlanma proteinleri ve TFIIB rol oynar. Çoğu arke tRNA ve rRNA genlerinde arkelere has intronlar bulunur ki bunlar ve ökaryotik intronlara, ne de bakteryel intronlara benz farklı kılan çeşitli başka özellikler vardır. Bakteri ve ökaryotlarda olduğu gibi arkaelerde de gliserollu fosfolipitlere sahiptirler. Ancak arke lipitlerinin üç özelliği değişiktir: Arke lipitlerindeki gliserolun stereokimyası bakteri ve ökaryotlardakinin tersidir. Bu, farklı bir biyosentetik yol olduğuna işarettir. Çoğu bakteri ve ökaryotun hücre zarları gliserol-lipit esterlerinden oluşur, oysa arkelerin zarları gliserol-lipit eterlerinden oluşur. Bakterilerde eter bağlantılı lipitler olsa dahi bunlardaki gliserol sterokimyası bakteriyel biçimdedir. Arke lipitleri izoprenoid birimlerden. Bu beş karbonlu bileşik bakteri ve ökaryotlardaki bazı vitaminlerde yer almasına rağmen, yalnızca arkeler onu lipitlerinin inşasında kullanırlar. Çoğunlukla bu lipitler 20 karbonlu (4 monomerden oluşmuş) veya 40 karbonlu (8 monomer) olurlar. Kırk karbonlu lipitlerin uzunluğu hücre zarının kalınlığı kadar olduğu için bazı arkelerin hücre zarında bu lipit zincirinin iki ucunda gliserol fosfat grupları bağlıdır, zar başka canlı türlerinde olduğu gibi iki lipit tabakasından değil, tek bir tabakadan oluşur. Tek tabakalı zar özellikle ısısever (termofilik) arkelerde yaygındır. Arke hücre duvarları da bakteri ve ökaryotlarda ender görülen özelliklere sahiptir. Örneğin, çoğu arkenin hücre duvarı S-tabakası olarak adlandırılan yüzey proteinlerinden oluşur. S-tabakası bakterilerde de görülür, bazı canlılarda hücre duvarının tek bileşenidir (örneğin Planctomyces) veya peptidoglikanlı canlılarda bir dış tabaka oluşturur. Metanojenlerin bir grubu haricinde arkelerde peptidoglikan duvar yoktur. Metanojenlerde olan peptidoglikan dahi bakterilerdekinden çok farklıdır. Arkelerin flagellası, bakteri flagellasına yüzeysel olarak benze#redirect Habitatları Çoğu arke, aşırıseverdir ( ekstremofil). Bazısı yüksek sıcaklıklarda, geyzerlerde veya deniz dibi sıcak su kaynaklarında oluğu gibi, çoğu zaman 100 °C'nin üstünde yaşarlar. Diğerleri çok soğuk ortamlarda, veya aşırı tuzlu, asit veya alkali ortamlarda bulunurlar. Buna karşın başka arkeler ılıman şartlarda yaşarlar (mezofil), bataklık, deniz suyu, toprak ve atık sularda bulunmuşlardır. Çoğu metanojenik bakteri geviş getiren hayvanların, insanların ve termitlerin sindirim sisteminde bulunur. Arkeler genelde diğer organizmalar için zararsızdır ve hastalık etmeni olarak bilineni yoktur. Arkeler tercih ettikleri habitatlarına göre üç gruba ayrılırlar. Bunlar tuzsevenler ( halofiller), metanojenler ve ısısevenlerdir ( termofiller). Halofiller aşırı tuzlu ortamlarda yaşar. Metanojenler anaerobik ortamda yaşarlar ve metan üretirler. Bunlar tortu tabakalarında ve hayvanların bağırsaklarında bulunurlar. Termofiller sıcak su kaynakları gibi yüksek sıcaklıklı yerlerde yaşarlar. Bu gruplar mutlaka moleküler genetik yöntemlerle belirlenmiş filojenilere uymayabilirler, tüm arkeleri kapsamayabilirler ve birbirlerini dışlamayabilirler. Gene de, daha ayrıntılı çalışmalara başlangıç olarak faydalı sayılırlar. Şekil Arke hücrelerin çapları 0.1 μm ila 15 μm'nin üstü arasında değişir. Bazıları öbekleşir veya 200 μm'ye varan iplikçikler oluşturabilir. Çok çeşitli şekillere sahip olabilirler, küresel, çubuk, spiral, yumrulu, yassı kare şekilli veya dikdörtgen olabilirler. Metabolizma Metabolizmaları çok çeşitlidir. Halobakteriler ATP üretmek için ışık kullanırlar. Ama başka gruplar gibi, elektron taşıma zinciri kullanarak fotosentez yapan bir arkae yoktur. Evrim ve sınıflandırma Arkeler rRNA filojenetik ağaçlarına göre iki ana gruba ayrılırlar, Euryarchaeota ve Crenarchaeota. Ancak yakın yıllarda bu iki gruba ait olmayan bazı başka türler de keşfedilmiştir. Woese, arke, bakteri ve ökaryotların ortak bir atadan (progenot) türemiş farklı evrimsel sülaleler olduğunu öne sürmüştür. Yunanca archae veya 'eski' anlamında Arke isminin seçiminin arkasında bu hipotez yatmaktadır. Daha sonra bu grupları, her biri bir çok âlem içeren, bölge (domain) veya üst-âlem olarak tanımlamıştır. Bu gruplandırma sistemi çok popüler olmuş, ancak progenot fikri genel destek görmemektedir. Bazı biyologlar arkaebakteri ve ökaryotların özelleşmiş öbakterilerden türediğini öne sürmüşlerdir. Arkea ve Ökarya arasındaki ilişki biyolojide önemli bir problem olarak sürmektedir. Yukarda belirtilen benzerlikler bir yana, birçok filogenetik ağaç bu ikisini beraber gruplandırır. Bazıları ökaryotları Crenarchaeota'lardan ziyade Euryarchaeota'lara yakın yerleştirir, hücre zarı biyokimyası aksini göstermesine rağmen. Thermatoga gibi bazı bakterilerde arke-benzeri genlerin keşfi aradaki ilişkinin tanımlanmasını zorlaştırmaktadır, çünkü yatay gen transferi olmuş olması muhtemel görünmektedir. Bazıları ökaryotların bir arkeli ile bir öbakterinin kaynaşmasıyla meydana geldiğini öne sürmüşlerdir, öyle ki birinci çekirdek, ikincisi ise sitoplazmayı oluşturmuştur. Bu hipotez genetik benzerlikleri açıklayabilmekte, ama hücre yapısını açıklamakta zorluklarla karşılaşmaktadır. Arkelerin bakterilerden farklılıkları rRNA gen dizinlerinin karşılıştırılması sonucu ortaya çıkmıştı. Yukarıda belirtilen problemlerin bazıları, gen dizinlerine tek başına bakmak yerine artık organizmaların bütün genomlarının karşılıştırılması yoluyla çözülmeye çalışılmaktadır. 2006 Eylül ayı itibariyle 28 arke genom dizini tamamlanmış, 28'i ise kısmen tamamlanmıştır. Üst alem: Archaea Woese, Kandler & Wheelis, 1990 Bölüm / Sınıf Bölüm Crenarchaeota Bölüm Euryarchaeota Halobacteria Methanobacteria Methanococci Methanopyri Archaeoglobi Thermoplasmata Thermococci Bölüm Korarchaeota Bölüm Nanoarchaeota Arkeler üzerinde çalışmış biyologlar Aled Edwards, Ph.D., University of Toronto Carl Woese, Ph.D., University of Illinois at Urbana-Champaign Karl Stetter, Ph.D., University of Regensburg, Germany John N. Reeve, Ph.D., Ohio State University Kaynaklar Howland, John L. (2000). The Surprising Archaea: Discovering Another Domain of Life. Oxford: Oxford University Press. ISBN 0-19-511183-4}} Giovannoni, S.J. and Stingl, U. (2005). Molecular diversity and ecology of microbial plankton. Nature 437: 343-348. Könneke, M., Bernhard, A.E., de la Torre, J.R., Walker, C.B., Waterbury, J.B. and Stahl, D.A. (2005). Isolation of an autotrophic ammonia-oxidizing marine archaeon. Nature 437: 543-546. Lake, J.A. (1988). Origin of the eukaryotic nucleus determined by rate-invariant analysis of rRNA sequences. Nature 331: 184–186. Woese, Carl R.; Fox, George E. (1977). Phylogenetic Structure of the Prokaryotic Domain: The Primary Kingdoms. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 74 (11): 5088–5090. Woese, Carl R., Kandler, Otto, Wheelis, Mark L (1990). Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and

http://www.biyologlar.com/arkelerin-sistematigi-hakkinda-bilgi

Hydra can modify its genetic program

Hydra can modify its genetic program

Champion of regeneration, the freshwater polyp Hydra is capable of reforming a complete individual from any fragment of its body. It is even able to remain alive when all its neurons have disappeared. Researcher the University of Geneva (UNIGE), Switzerland, have discovered how: cells of the epithelial type modify their genetic program by overexpressing a series of genes, among which some are involved in diverse nervous functions. Studying Hydra cellular plasticity may thus influence research in the context of neurodegenerative diseases. The results are published in Philosophical Transactions of the Royal Society. The freshwater Hydra is endowed with an extraordinary power of regeneration, discovered by the Swiss naturalist Abraham Trembley more than 250 years ago. The group of Brigitte Galliot, professor at the Department of Genetics and Evolution of the Faculty of Science of UNIGE, has studied the stem cells functioning and cellular plasticity of the polyp: «its nervous system regulates in particular contraction bursts, feeding behavior, moving or swimming. If the stem cells responsible for its renewal are depleted, the Hydra can still develop, even when all its neurons have disappeared. We wanted to understand how this is possible.» Enhancing other cells' sensing ability The researchers compared gene expression at various positions along the body axis in polyps devoid or not of their nervous stem cells. They observed a modification of the genetic program in animals depleted of these cells: «we identified 25 overexpressed genes in epithelial cells, the cells forming the Hydra's coating tissues. Some of these genes are involved in diverse nervous functions, such as neurogenesis or neurotransmission», says Yvan Wenger, co-first author of the article. «Epithelial cells do not possess typical neuronal functions. However, Hydra's loss of neurogenesis induces epithelial cells to modify their genetic program accordingly, indicating that they are ready to assume some of these functions. These "naturally" genetically modified epithelial cells are thus likely to enhance their sensitivity and response to environmental signals, to partially compensate for the lack of nervous system», explains Wanda Buzgariu, co-first author of the article. The detail of these new functions remains to be discovered, as well as how epithelial cells proceed to overexpress these genes and thus adapt their genetic program. Cellular plasticity maintains youth Studying Hydra's cellular plasticity may be relevant in the context of neurodegenerative diseases. Indeed, some of the genes identified in this animal play an important role in cellular reprogramming or in neurogenesis in mammals. The researchers therefore wonder: would it be possible to restore sensing or secretion functions from other cell types, when some neurons degenerate? This study also allows to go back to the origins of nervous systems. Epithelial cells most probably preceded nerve cells, performing some of their functions, although in a much slower way. «The loss of neurogenesis in Hydra may provide an opportunity to observe a reverse evolutive process, because it sheds light on a repressed ancestral genetic toolkit. An atavism of epithelial cells, when they most probably also possessed proto-neuronal functions», concludes Brigitte Galliot. Source: Université de Genève http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/hydra-can-modify-its-genetic-program

First praying mantis survey of Rwanda uncovers rich diversity

First praying mantis survey of Rwanda uncovers rich diversity

A college student working at The Cleveland Museum of Natural History was lead author on the first formal survey of praying mantises in Rwanda, which revealed a 155 percent increase in praying mantis species diversity for the African country. Riley Tedrow, a Case Western Reserve University graduate student pursuing field research for the Museum, participated in two surveys across four locations in Rwanda, including three national parks. The survey was published Oct. 1, 2015 in the journal Zootaxa. Tedrow helped conduct fieldwork in 2013 and 2014 with collaborators at Rwanda's Kitabi College of Conservation and Environmental Management. The team collected 739 insects representing 41 species from Akagera National Park, Nyungwe National Park, Volcanoes National Park and the Arboretum de Ruhande at the National University of Rwanda. Collection methods included sweep netting and light trapping to gather grass, bark, flower and lichen mantises. The survey added 28 new praying mantis species records to Rwanda. These add to the 18 previously recorded praying mantis species for the country. In addition, 20 new praying mantis species were recorded for the region, including neighboring Uganda and Burundi. The study has increased scientists' knowledge of the praying mantis species present in Rwanda by 155 percent. Tedrow discovered and described one new species of praying mantis, Dystacta tigrifrutex (meaning "bush tiger mantis"), in 2014 from the insects collected. Research continues on the specimens already inventoried. "This survey highlights a need for more thorough sampling of the insect fauna of Rwanda," said lead author Tedrow. "Undiscovered diversity is still out there--strange, wonderful and fascinating creatures whose stories I want to tell. With greater levels of biodiversity recorded in this country, we can inform conservation decisions in these important African national parks." Tedrow worked under the direction of co-author Dr. Gavin Svenson, curator of invertebrate zoology at The Cleveland Museum of Natural History. They studied the morphological features of the praying mantis specimens and scoured scientific literature in order to classify and inventory the insects for the survey. "Discovering this region to be so much richer in diversity for such a well-known insect group has broader implications for other plants and animals there," said Svenson. "This research is significant because it builds a baseline of knowledge about the insect ecology in Rwanda. It documents new biodiversity that we did not know existed, which enables us to monitor and track the species that live in these rainforest, savannah and mountain habitats." This study was done as part of Svenson's broader research program, which is focused on the evolutionary patterns of relationship, distribution and complex features of praying mantises. His current research project aims to align new sources of relationship evidence (DNA sequence data) with morphology and other features to create a new and accurate classification system for praying mantises that reflects true evolutionary relationships. Source: Cleveland Museum of Natural History http://www.biologynews.net

http://www.biyologlar.com/first-praying-mantis-survey-of-rwanda-uncovers-rich-diversity

 
3WTURK CMS v6.03WTURK CMS v6.0