Дуэт комара и абиссинской кошки

 

 "Спросила кошка комара:
   Мне слишком сложно разобраться.
   Придёт весенняя пора,
   И сразу все тебя боятся.

    Почти не виден ты, поверь.
    Летишь всегда и мухи тише, 
    Хотя я и зубастый зверь, 
    Меня боятся только мыши"

                                                         Анатолий Болутенко

 

  Египет, родина многих цивилизованных видов искусств и ремесел, был, по всей вероятности, свидетелем зарождения медицинской науки. Врачи, выросшие на берегах Нила, на несколько порядков превосходили знахарей, населявших  весь остальной континент. Папирус 1568 года до н.э. сохранил целый список чудодейственных средств. Книги по медицине, найденные в гробницах, показывают, что египетские врачи выписывали пациентам мази и пластыри, пилюли и свечи.

  Одна за другой разгадываются и испытываются медицинские загадки старой Африки. Трудно судить, сколько их еще осталось, но было бы недальновидно исключать вероятность новых сюрпризов. Одним из таких сюрпризов является генетическое заболевание под названием талассемия, но о нем чуть ниже. Пока же поговорим о других выходцах из Африки - абиссинских кошках и собаках породы бассенджи.

 

  Имеющих в своей родословной основателя Зулу из Африки, абиссинских кошек по своему ареалу древнего обитания относят к регионам нынешних Эфиопии, Египта, Сомали, Алжира, Ливии. Еще в прошлом веке заводчики обратили внимание, что, наряду со своим необыкновенным окрасом и типажом, некоторые потомки первых завезенных кошек несут в себе и ген странного генетического заболевания под названием дефицит пируваткиназы PKdef, которое не поддается излечению. 

  Заболевание может проявиться не сразу. Заболеть могут кошки абсолютно разного возраста, от шести месяцев и до 7 лет. Но чаще все-таки заболевание проявляет себя ближе к двум годам. В некоторых случаях толчком к интенсивному развитию заболевания служат и внешние факторы, такие, как экология, плохое содержание животного, перенесенный стресс, беременность, транспортировка. 

  К симптомам анемии, имеющей прямую связь с дефицитом пируваткиназы, можно отнести общую вялость животного, а также снижение или полное отсутствие аппетита, похудание, бледность слизистых оболочек и языка, спленомегалию (увеличивается селезенка за счет большого количества "отбракованных" ею эритроцитов). 

  Дефицит пируваткиназы наследуется по аутосомно-рецессивному принципу. Это значит, что кошка может быть носителем поражающего гена (гетерозигота) и вообще не проявлять симптомов заболевания. Больное животное (гомозигота) рождается в результате спаривания двух особей-носителей поражающего гена. Из-за того, что кошки-носители не заболевают, а анемия у больных животных долгое время не проявляется, существует большая вероятность появления многочисленного больного потомства прежде, чем у родителя обнаружится заболевание в той или иной форме.

   Положительной стороной вопроса можно считать то, что идентифицированное животное-носитель может быть использовано в разведении, при условии, что второе животное-партнер носителем поражающего гена не является. В результате спаривания носителя со здоровым животным потомство не будет страдать дефицитом пируваткиназы, и 50% потомства будут свободны от поражающего гена. Потомок-носитель также может участвовать в разведении до тех пор, пока существует гарантия, что животное-партнер не является носителем поражающего гена.

  Пируваткиназа - основной фермент, содержащийся в эритроцитах, который обеспечивает физическую активность клеток крови. Если количество фермента в организме недостаточное, продолжительность жизни эритроцитов значительно уменьшается, приводя к сокращению числа красных кровяных клеток, участвующих в кровообращении (анемия).

 

  Из особей, у которых выявлен ген дефицита пируваткиназы, не все страдают от заболевания и его последствий - некоторые являются только носителями поражающего гена, их называют “курьерами”. Например, в 90-х годах уже прошлого века проведенные в Великобритании исследования выявили 47 кошек - носителей и 8 животных, страдающих дефицитом пируваткиназы. В общей сложности из 141 испытуемого частота обнаружения мутантной аллели составила 24%.

 
  Как оказалось, помочь распознать генетическую проблему у некоторых абиссинских кошек помогли собаководы, занимающиеся африканской породой басенджи. 

  Анемию у собак впервые описали Дж.И. Таскер, С. Янг и И.Л. Джиллет на примере трех басенджи в США. В 1969 году Г.О. Эвинг сообщил о 8 случаях этого заболевания у басенджи, а в 1971-м Г.П. Сирси с коллегами отметил еще 7 случаев. Университет Миссури основал в 1972 году колонию басенджи для наблюдения за гемолитической анемией у них, результаты которых были описаны Р.В. Брауном и Й.С. Тенгом. У щенков, больных гемолитической анемией, половина жизненного цикла эритроцитов составляла лишь 6,5 дня по сравнению с 16 -  у здоровых, тогда как у переносчиков заболевания она равнялась 12 дням. У здоровых взрослых биглей, представлявших контрольную группу, соответствующий показатель составлял 21 день.
  Позже об этом заболевании у басенджи в Дании сообщил Е. Андресен, который в ходе анализа 10 пометов подтвердил результаты американских ученых. В следующей своей работе Е. Андресен сообщает об исследованиях крови и предлагает обозначать гены гемолитической анемии символами РК и рк. Тогда собаки с генотипом РКРК будут здоровыми, с РКрк — кондукторами аномалии, а с ркрк — больными.
 

  
  Случаи анемии у басенджи в Дании оказались напрямую связанными с семейством собак этой породы в Англии, так что, возможно, заболевание встречается у басенджи в большинстве стран.
  В США после проведенных анализов крови у 300 собак, по оценке Р.В. Брауна и Й.С. Тенга, было выявлено 19% кондукторов гемолитической анемии. То есть частота случаев проявления анемии у собак равна 1%. Аналогичная ли картина складывается в других странах, неясно, но интересно подумать, почему заболевание встречается только у басенджи. Американские и датские ученые заявили о возможной взаимосвязи этого заболевания с серповидноклеточной анемией у людей. Последнее состояние представляет собой рецессивный генетический признак и возникло в той же части Африки, где появились и басенджи. В гомозиготном состоянии этот аллель вызывает у человека серповидноклеточную анемию, а в гетерозиготном - обеспечивает существенную сопротивляемость малярии и весьма распространена в человеческой популяции этого региона, так как не несущие ее люди были бы высоко восприимчивыми к малярии. Есть искушение предположить некую связь дефицита пируваткиназы у басенджи и абисинов с сопротивляемостью заболеванию анемией у человека.

  Вот здесь то и кроется сюрприз. Современные ученые не перестают интересоваться, как жили египетские фараоны, от каких заболеваний они умерли. Учитывая тот факт, что правящие династии не только фараонов, но и других древних государств практиковали родственные браки, генетические заболевания могли поражать и их потомков. Не избежал этой участи и юный фараон Тутанхомон, чья сохранившаяся мумия на сегодняшний день уже была подвергнута ряду обследований, включая рентгеноскопию и генетический анализ. 

  Относительно причины смерти мальчика-фараона, умершего после 9 лет царствования в возрасте 19 лет, существует много версий – от падения с колесницы до отравления ядом, малярия – одна из относительно свежих рабочих гипотез. Она основана на недавнем исследовании мумии египетскими учеными, в ходе которого в человеческих останках были выявлены фрагменты ДНК, несущие гены возбудителя малярии Plasmodium falciparum. Однако прежде малярии организм Тутанхамона мог быть ослаблен наследственным заболеванием костей, о чем свидетельствуют следы некроза костей его левой ноги, также обнаруженные при последнем и наиболее разностороннем изучении мумии. Результаты этой работы по изучению мумии, обнаруженной в 1922 году и бесспорно принадлежащей Тутанхамону, который умер около 1324 года до нашей эры, были опубликованы группой под руководством главного египетского археолога Захи Хавасса в феврале этого года в Журнале Американской Медицинской Ассоциации. Египетские ученые вместе с коллегами из Германии и Италии внимательно изучили результаты проведенных анализов мумии. Были опубликованы две заметки, авторы которых выдвигают относительно причин смерти Тутанхамона свои версии, и об этом сообщает сетевое издание New Scientist. Кристиан Тимман  и Кристиан Мейер из Института Тропической медицины имени Бернхарда Нохта в Гамбурге предполагают, что наблюдения египетских исследователей можно объяснить серповидно-клеточной анемией - той самой талассемией, о которой упоминалось выше.

  Cерповидноклеточная анемия – смертельная болезнь крови. Ею болеют гомозиготы по мутации в гене гемоглобина. Распространена эта болезнь в тропическом поясе. Оказалось, что эта мутация выгодна для гетерозигот, потому что от анемии они не умирают, зато малярийный плазмодий в их эритроцитах размножается гораздо хуже. Это открытие было сделано, когда американские солдаты в середине 20ого века находились в Корее. То, что в этой зоне распространена малярия, - хорошо известный факт. Это очень тяжелая болезнь, и чтобы защитить солдат от этой болезни, им давали противомалярийные лекарства. Эти препараты ингибируют развитие плазмодиев. Многих солдат эти лекарства спасли, но некоторые солдаты умерли непосредственно от самого лекарства. Причем умерли только либо афроамериканцы, либо те солдаты, которые происходили из Италии или Испании. Когда провели расследование этого случая, выяснилось, что они как раз были носителями этих мутаций, которые защищали их предков от малярии, а у них стала причиной смерти от противомалярийных препаратов. Частота мутаций, защищающих от малярии, достигает 20% в тех регионах, где люди более всего страдают от этой инфекции, и быстро снижается по мере удаления от тропической зоны.

 «Всё есть яд, и ничто не лишено ядовитости; одна лишь доза делает яд незаметным».  Парацельс 

   

  Малярия является древним заболеванием. По всей вероятности, зародилась в Африке, и была описана китайцами еще в 2700 до н.э. и шумерами с 1700 до н.э. Малярийный паразит (плазмодий) передается через самок комаров рода Anopheles. Термин малярии объясняется Горацием Уолпол в письме из Италии в 1740 году и является производным от итальянского mala aria - «плохой воздух», ранее известный как «болотная лихорадка», потому что считалось, что приносится ветром с болот и рек. Ученые провели много исследований по этой болезни в течение 1880-х и начале 1900-х годов. Примерно 40% населения на планете является чувствительным к малярии, в основном в тропических и субтропических районах мира. Болезнь была в общем и целом ликвидирована в умеренных широтах в течение 20-го века с появлением хлорорганических и фосфорорганических инсектицидов борьбы с переносчиками. 

   Малярия сопровождается лихорадкой, ознобами, спленомегалией (увеличением размеров селезёнки), гепатомегалией (увеличением размеров печени), анемией. Характеризуется хроническим рецидивирующим течением. Вызывается паразитическими протистами рода Plasmodium (80-90 % случаев - Plasmodium falciparum). 

 

 Ученые выявили гены, обеспечивающие устойчивость к малярии, и определили их распространение у жителей разных регионов планеты. Оказывается, африканский ген (красные кружочки на карте) сейчас нередок и у европейцев. По-видимому, возбудитель тропической малярии (Plasmodium Falciparum) когда-то проник из Африки в Европу, где местный ген (желтые кружочки на карте) защищал только от более слабых форм этой болезни. Нынешнее присутствие в Средиземноморье обоих генов соответствует теории о постепенном повышении у европейцев устойчивости к тропической малярии, которая вполне могла тяжело ударить по ... древним римлянам и привести к упадку Римской империи. 

  Еще в 1907 британский профессор У. Джонс выступил с неожиданной теорией: малярия погубила Западную Римскую империю. Он исходил из военной отчетности. Согласно ей, в легионы сначала перестала идти молодежь из жарких низменных районов Италии, а потом и из прохладных горных. К середине V века основную часть имперской армии стали оставлять наемники, особенно германцы.
  Профессор Джонс предположил, что со II века н.э. в Италии росла смертность от малярии. Население слабело и сокращалось - здоровых мужчин для пополнения армии становилось все меньше. По мнению Джонса, смертельную болезнь занесли в Италию из Африки карфагенские воины Ганнибала во время Второй Пунической войны (111 век до н.э.). Однако специалисты сильно сомневались, что малярия, подобно чуме, способна давать опустошительные эпидемии. Похоже, у древних римлян не было устойчивого иммунитета к малярии.
 

 Наверное, ни один разговор о наследственных болезнях человека не обходится без упоминания серповидно-клеточной анемии (талассемии). Суть болезни в том, что эритроциты имеют не нормальную - менискообразную - форму, а уродливую - серповидную. Причина её - мутации в генах HBA1 и HBA2, ответственных за синтез белковых цепей гемоглобина. В зависимости от сочетания мутантных генов в данном организме болезнь может быть лёгкой, средней тяжести и тяжёлой. Или вообще бессимптомной.

"Тhе apple never falls fаг from the tree"

 

  Наследуется талассемия по рецессивному типу. Это значит, что, если в геноме данного человека находятся нормальная и мутантная аллель, он останется здоровым или проявления болезни будут незначительными. А если две мутантные аллели — разовьётся полная клиническая картина.

  Эта очень неприятная хворь встречается довольно редко по всему земному шару, но часто (даже слишком часто) — у арабов, евреев-сефардов, турок и представителей других народов Средиземноморья. Даже само название — «талассемия» — от греческого «таласса» — море. И ещё в нескольких, достаточно удалённых друг от друга и от Средиземного моря регионах талассемия поражает больший процент населения, чем это должно было бы быть, если исходить из случайного распределения мутантных генов в популяции.

  Что же мешает естественному отбору вытеснить уродливый ген? И что объединяет разные «талассемические» районы? Ответ на оба вопроса один: малярия.

  Оказалось, что возбудитель малярии — одноклеточный паразит плазмодий — не способен заражать эритроциты, содержащие «нестандартный» гемоглобин. Даже легкобольные или клинически здоровые носители мутантных генов HBA1 и HBA2, у которых в эритроцитах имеются как уродливые, так и вполне нормальные молекулы гемоглобина, не болеют малярией.

  Создалась ситуация, при которой совершенно здоровые люди умирают, а больные — живут. Получается, что с точки зрения естественного отбора данная наследственная болезнь — благо, «лекарство» против зла, «яда» — малярии.

  Абсолютно такая же ситуация с болезнью дефицита G-6PD. Эритроциты, в которых не хватает этого фермента, не поражаются малярийным плазмодием. Некоторые ограничения в диете — не слишком дорогая плата за возможность спокойно жить в опасной местности?

  Есть ли ещё примеры подобных парадоксов, когда болезнь полезна? Да сколько угодно!

  Бывают также и природные естественные помощники у людей и животных, защищающие их от малярии. Так, в 2011 году в Пакистане наблюдали интересную картину. Тысячи деревьев стали похожи на большие коконы. Связано это с наводнением 2010 года, из-за которого на деревьях появилось огромное количество пауков, которые сплели вокруг них паутину. Пауки были так долго на деревьях, потому что не спадала вода, тем самым значительно снизили уровень смертельной болезни малярии, но подобное действие очень пагубно влияет на деревья.

   Как видим, абиссинские кошки, басенджи, сефарды, турки и еще целый ряд народов имеют кажущийся мутантным, а на самом деле, в реалиях местности с малярией, общий генетический ключик.
   
Автор эссе: Оксана Мельник
www.shafrancat.ru

Ссылки на источники:

Серповидноклеточная анемия и другие гемоглобинопатии

М.Б. Уиллис «Генетика собак»

Изменение популяционных частот аллелей у человека в различной природной и культурной среде 

Что такое малярия 

Новый взгляд на идеи Парацельса, или О несовместимости лекарств 

Римская болезнь. Как маленький комар помог рухнуть Великой империи 

Деревья-коконы в Пакистане 


P.S.
17.05.2015

Опять эта талассемия )) Все подкидывается мне инфа и подкидывается. Любопытно, почему именно с нее начали и кто финансирует проект...
Источник http://demoscope.ru/weekly/2015/0641/mir01.php#23

23. Китайские ученые впервые генетически модифицировали эмбрион человека

Успешные эксперименты по генетической модификации человеческих эмбрионов впервые провели китайские ученые. Об этом сообщила газета "Саут Чайна морнинг пост".
Группе исследователей во главе с биологом Хуан Цзиньцзю из университета Сунь Ятсена в Гуанчжоу удалось "отредактировать" ДНК у ряда зародышей - медики смогли изменить дефектный ген, приводящий к развитию тяжелого наследственного заболевания крови - бета-талассемии.
Опыты провели на 86 нежизнеспособных эмбрионах, предоставленных клиниками. Применительно к 28 из них (то есть, в 30% случаев) корректировка генетического материала прошла успешно.
Тем не менее, такого рода исследования вызвали неоднозначную реакцию у мирового ученого сообщества, прежде всего, на Западе, где подняли вопрос об этике и морали, якобы страдающих при проведении подобных экспериментов.
В целом специалисты пророчат технологиям модификации зародышей большое будущее, поскольку благодаря им можно излечить многие врожденные заболевания. В то же время находится и масса критиков, которые не приемлют саму возможность проведения таких экспериментов, поскольку это лежит "за гранью дозволенного".
Китайские ученые считают исследования в этой области вполне оправданными. Они подчеркивают, что речь идет об использовании для опытов лишь нежизнеспособных эмбрионов, которые уже не способны развиваться в плод.
"Применение технологий модификации человеческой ДНК в будущем неизбежно. Их уже опробовали на растениях и животных, следующий этап - люди", - цитирует газета биолога Чжао Шиминя из Шанхая. Впрочем, эксперт все же признал, что этот процесс сопряжен с целым рядом сложностей и рисков и может сопровождаться "непредсказуемыми последствиями".