Končno okronan z dr.

Včeraj sem končno opravil zagovor svojega doktorata in se s tem rešil "Damoklejevega meča" nad svojo glavo, ki ga v nekem smislu predstavlja status mladega raziskovalca (pogodbo o tem statusu namreč podpišeš s klavzulo, da boš vrnil prejeti denar, če v roku ne doktoriraš...). V glavnem, sem zelo vesel...
Zaenkrat še ne vem točno, kaj bom v prihodnje počel...dva meseca bom še delal v svojem sedajšnjem laboratoriju, potem pa? Ne vem, upam, da se bo odprlo kako dobro raziskovalno mesto zame ali kaj podobnega...razmišljal sem celo, da bi šel povsem ven iz znanosti, ampak mi je včeraj kar nekaj ljudi reklo, da bi bilo to škoda....
Vsekako bo pa celopoletni dopust zelo prijal! :)

Aja, še to oddaja Frekvenca X je sedaj na voljo tudi na podcastu - tule. Ta četrtek ob 17.10 bo oddaja zopet na sporedu, teme so zanimive, tako da vabim vse k poslušanju :)
Povabil bi pa tudi vse, da mi sporočite, kakšna se vam zdi oddaja - kaj je po vašem dobro, kaj manj dobro, česa je preveč in česa premalo...

Frekvenca X

Danes bo na radiu Val202 prva v seriji oddaj z naslovom Frekvenca X-radijski laboratorij na valovih znanosti.

Gre za poljudno oddajo o znanosti, h kateri so me povabili k sodelovanju. Oddaja bo imela dva sklopa, ki se bosta izmenjevala. En sklop, pri katerem sodelujem jaz, bo posvečen znanosti na splošno, drug sklop pa se bo osredotočal predvsem na astronomijo. Sklopa se bosta tedensko izmenjevala.
Sam imam na skrbi zasnovo oddaje, obenem pa sem tekstopisec in the man behind the scene. Oddajo bo drugače vodil novinar Matej Praprotnik, ki bo med drugim poskrbel tudi za kak interesanten intervju s katerim od priznanih znanstvenikov, nad nami pa bo bedela valovka Mija Škrabec Arbanas. Mislim, da nam bo uspelo pripraviti zelo zanimive oddaje. Naj poudarim, da je oddaja namenjena vsem, ne samo tistim, ki se profesionalno ukvarjajo z znanostjo. Vabljeni ste k poslušanju in upam, da se bo zadeva obnesla!

Na Frekvenco X se lahko priklopite danes oziroma vsak četrtek ob 17.10, pri čemer bo sklop , pri katerem sodelujem, na sporedu vsakih štirinajst dni.

P.S. tole priložnost bi izkoristil še za to, da bi prosil vse raziskovalce (če kateri bere ta blog), da mi pošljejo kakšen "zvok znanosti" (da bi točno vedeli, za kaj gre, poslušajte oddajo) - oziroma zvočni posnetek nekega naravnega fenomena, ker rabim ta material za oddajo.

Zagonetna uganka genetike barve oči

Se spomnite, kako so nam že v srednji šoli pojasnili, da so barva oči, las in kože tipični primeri dednih lastnosti - stvari, ki jih podedujemo od svojih staršev in na katere nimamo praktično nobenega vpliva (dobro no, lase si lahko pobarvate, za oči pa nabavite kakšne fensi barvne leče)...na drugi strani pa več kot stoletje po odkritju Mendlovih zakonov dedovanja in več kot pol stoletja po odkritju strukture DNK znanstveniki še vedno ne vedo točno, kateri geni pravzaprav določajo barvo oči, las in kože.

Hecno, ne?

Človek bi si mislil, da imajo biologi v teh naprednih časih genetike in genomike te zadeve že zdavnaj naštudirane. Konec koncev so to ene najbolj očitnih zunanjih lastnosti - kakšen problem pa naj bi bilo iskanje gena za barvo oči? Jah, očitno je to hud problem, če genetiki še vedno ne vedo povsem, kateri geni določajo te zadeve...

Če bi to vedeli, potem bi v kateri izmed sedaj tako priljubljenih kriminalistično/forenzičnih tv serij tista seksi blont forenzičarka na prizorišču zločina pobrskala malo za DNK vzorcem, naredila analizo in potem ugotovila, da je bil storilec recimo zelenook, črnolas belec...

Ampak - vse to bo morda mogoče že prav kmalu! V reviji Current Biology je skupina nizozemskih raziskovalcev pod vodstvom Manfreda Kayserja namreč sporočila, da je končno razvila genetski test, s katerim lahko na podlagi analize DNK z več kot 90% zanesljivostjo napovejo modro ali rjavo barvo oči. Opa, to pa ni kar tako, ne. Za zeleno barvo oči se njihov test obnese malo slabše, saj je pravilen samo v okrog 72%.

Hm, pa vseeno - zakaj lahko modro in rjavo barvo oči napovedo "samo" z 90% zanesljivostjo? Ali ni tako, da imaš "moder" gen ali pa "rjavega" in je stvar kristalno jasna? Navsezadnje sem jaz, tako kot verjetno večina drugih, dolgo časa mislil (zaradi pouka biologije v srednji šoli, kaj pa drugega...), da preprosto obstajajo trije različni geni - en za rjave oči, en za modre oči in en za zelene oči - ali nekaj podobnega (no, da ne bom govoril kakšnih bogokletnosti - bodimo raje natančni in rečmo genetske različice - se pravi različne verzije istega gena - torej isti gen v eni različici daje modro barvo oči, v drugi rjavo in v tretji zeleno...ah, zakaj mora biti genetika tako zakomplicirana...)

No, kar se tiče te srednješolske pameti lahko rečem samo - yeah right! Barvo oči po najnovejših raziskavah določa beri in piši najmanj 8 genov, oziroma 37 točk v teh genih, ki se med ljudmi razlikujejo (kar zračunajte si, koliko je potem možnih različnih kombinacij). Barva oči je torej poligenetska lastnost - določa jo več genov.
Ti geni so vpleteni v nastanek in razporeditev melanina (slavnega barvnega pigmenta). Barvo oči pravzaprav določa količina, vrsta in razporeditev melanina v naši šarenici. Melanin se lahko namreč nahaja v dveh nekoliko različnih oblikah - eumelanin (ki je rjav ali črn) in feomelanin (ki je rumen ali rdeč) (ni mi čisto jasno, kako iz teh barvil nastane modra barva?).
Kakorkoli barva oči naj bi bila odvisna od količine melanina in razmerja med tema dvema oblikama melanina (in v končni fazi še od razporeditve melanina - ta je zapakiran znotraj melanosomov, ki so v melanocitih in lahko imajo različne velikosti, oblike...) - simple, ne? :)
Dobro, nazaj k genom - zaenkrat sta bila z barvo oči najtesneje povezana dva gena z imenoma HERC2 in OCA2, ki se nahajata drug ob drugem na kromosomu št. 15. Vendar ta dva gena sama za pojasnitev barve oči ne zadostujeta. Poleg njiju so raziskovalci z barvo oči povezali še šest drugih genov (in morda so še kakšni, ki niso bili odkriti). Zaenkrat je bilo v teh osmih genih odkritih 37 lokacij, kjer se DNK črke med ljudmi razlikujejo (t.i. polimorfizmi posameznih nukleotidov ali SNP-ji) - no, ti SNP-ji so v končni fazi tisti, ki določajo barvo oči.
Nizozemci so se torej lotili odkriti, katera kombinacija teh 37 SNP-jev lahko najbolje napove barvo oči. Ugotovili so, da lahko samo s šestimi od teh SNP-jev napovejo modro ali rjavo barvo oči z več kot 90% točnostjo. In to je trenutno najvišja zanesljivost za genetsko napoved kompleksnega fenotipa pri ljudeh. Za primerjavo - višino, ki je prav tako poligenetska oz. kompleksna fenotipska lastnost - se lahko trenutno samo v 5% razloži z odkritimi genetskimi faktorji.

Najnovejši test je trenutno zanesljiv samo za ljudi evropskega porekla (oziroma še bolje Nizozemce) in ga bo nizozemska policija kmalu začela uporabljati v svojih forenzičnih analizah. Med drugim pa ta študija spet poraja strahove pred "otroci po načrtu" saj bi se lahko test uporabil tudi pri predimplantacijski genetski diagnostiki zgodnjih zarodkov in bi na ta način starši lahko izbirali otroke glede na barvo oči. Ravno pred kratkim se je recimo neka ameriška klinika za neplodnost pojavila v medijih, ker naj bi baje ponujala prav tovrstno testiranje (baje za modre oči in blont lase) - čeprav ni jasno, kako so lahko ponujali to testiranje, če pa ustreznih testov še ni....

Ljubezenski napoj in cepivo proti zaljubljenosti

V današnji Dnevnikovi sobotni prilogi (Dnevnikov objektiv) je objavljen en moj simpatičn prispevek o mladi znanosti ljubezni...če si danes ne nameravate kupiti časopisa Dnevnik ali,če ste že zamudili priložnost, za nakup, si lahko besedilo preberete tudi tukaj.

Vse najboljše Charles Darwin

Na današnji dan pred 200. leti (12. februar 1809) se je rodil Charles Darwin - oče sodobne evolucijske teorije. Darwin je poleg Einsteina verjetno eden redkih znanstvenikov, katerih sliko prepoznamo takorekoč vsi. Tako, kot je slavna Einsteinova odštekana frizura, je prepoznavna Darwinova dolga bela brada (navadni ljudje na sliki najbrž ne bi tako hitro prepoznali kakšnega Gallileja ali pa Francisa Cricka).

V časopisu New York Times so ta teden objavili zelo dobro serijo člankov o Darwinu in evoluciji. Eden izmed avtorjev je tudi ameriški morski biolog Carl Safina, ki je spisal esej s pomenljivim naslovom: Darvinizem mora umreti, da bo evolucija lahko živela (Darwinism Must Die So That Evolution May Live). Safina dregne tja, kamor si upa redki biolog. Pravi, da so znanstveniki Darwina postavili previsoko na piedestal in da ga zmotno častijo kot alfo in omego evolucijske teorije. Safina opozori, da Darwin ni "izumil" evolucije, ampak, da je bila ta ideja v tistem času že nekaj desetletij predmet (ognjevitih) razprav (v tistih časih je bil namesto evolucije bolj popularen izraz transmutacija). Zares originalna Darwinova ideja je bila ta, da je pogruntal mehanizem evolucije - t.i. naravni izbor - pa še do te zamisli je ob podobnem času prišel tudi nekdo drug - angleški naravoslovec Alfred Wallace (čeprav tega genija danes poznajo samo še zgodovinarji znanosti). Skratka, četudi se Darwin ne bi domislil naravnega izbora, je bila evolucijska teorija tedaj praktično v "zraku". Seveda to ne pomeni, da Darwinu ne gredo velike zasluge, vendar je nekje potrebno potegniti mejo.

Safina pravi, da v nobeni drugi znanstveni veji neke teorije ne enačijo tako močno z enim samim človekom. To ponazarja že sam izraz darvinizem, ki se enači s teorijo evolucije. Tako v fiziki ne zasledimo nevtonizma ali einstenizma...znano pa je, da imajo "-izmi" pridih ideologije, ne pa znanosti (komunizem, socializem, katolocizem...). Safina meni, da prav enačenje evolucije z Darwinom pači resnično sliko, da je sodobna evolucijska teorija plod dela številnih znanstvenikov in več kot 150 let raziskav. Poudarek na darvinizmu pa ljudi tudi dejansko odvrača, ker se s tem daje občutek, da poleg Darwinove evolucije obstaja še kakšna druga evolucija (npr. inteligentni načrt).

Dajmo torej Darwinu mir in začnimo gledati na evolucijo, kot na vsako drugo znanstveno teorijo.

Branje človeškega genoma za "prgišče" evrov

V reviji Nature priznana novinarka Erika C. Hayden poroča iz srečanja genomikov na Floridi, kjer proizvajalci mašin za branje zaporedja genomov predstavljajo svoje najnovejše high-tech stvaritve. Najbolj osupljiva je predstavitev podjetja Complete Genomics iz Kalifornije (iz kot drugod pa...), kjer trdijo, da bodo do tega poletja zmogli prebrati celoten človeški genom v samo nekaj dneh za pičlih 1000$. V podjetju nameravajo še letos prebrati kar 1000 človeških genomov, naslednje leto pa neverjetnih 20.000 genomov...če pomislimo na to, da je bilo od leta 2000 (oziroma 2003, odvisno kako gledamo), ko so raziskovalci po večletnem trudu prebrali prvi človeški genom, dosedaj prebranih komaj kak ducat genomov, so napovedi podjetja Complete Genomics prava znanstvena fantastika.
Mogoče so pri tej firmi le malo preveč optimistični, vendar tudi druga podjetja, ki razvijajo in prodajajo naprave za branje genomov, kot so priznana Illumina (ZDA), Applied Biosystems (ZDA) in Roche (Švica), predstavljajo čedalje zmogljivejše mašine. Illumina tako napoveduje, da bo do konca tega leta razvila tehnologijo, ki bo omogočala branje celotnega človeškega genoma za 10.000$. S temi cenami te naprave počasi morda postajajo zanimive tudi za naše (bolj revne) znanstvene inštitute, čeprav nimam pojma, koliko grilijonov stane sama mašina za branje genoma.
S tem se nezadržno bliža čas, ko bo branje celotnega človeškega genoma postalo cenovno dostopno navadnim posameznikom, da ne govorimo o tem, kakšen potencial ima tako obsežno branje genomov za znanost.
Poleg tega, da bodo sedaj genetiki resnično lahko secirali vsak genetski vidik našega telesa in duha, si je moč predstavljati, da bomo v prihodnosti na naših zdravstvenih karticah morda nosili tudi zapisano zaporedje našega genoma. Kakšen vpliv bo imelo to na naša osebna življenja in družbo si je težko predstavljati...
Mogoče bi na tem mestu opozoril na drugo stvar - zakonodajo. V ZDA so pred kratkim sprejeli zakon o genetski nediskriminatornosti, ki med drugim prepoveduje zavarovalnicam, da bi na podlagi našega genetskega načrta določevali višino zavarovalne premije ali delodajalcem, da bi nam zavrnili možnost zaposlitve zaradi naših genov. Po mojem vedenju pri nas tovrstne zakonodaje še nimamo, niti še nisem zasledil, da bi bil tovsten zakon v pripravi. Slovenski raziskovalci s tega področja bi torej morali čim prej začeti razmišljati o tem, da bi pozvali našo vlado k tem, da začne pripravljati ta zakon in najbrž bi se moral sami aktivno vključiti v njegovo pripravo...
Sicer pa se mogoče kaj takšnega že dogaja, to bodo najbolje vedele eminence genetike pri nas. Marko, imaš ti kakšno vedenje, kaj se dogaja na tem področju?

Hm, kaj zdaj, smo resnični ali ne!?

Prišel sem na idejo, da ima morda znanstveno-tehnološki razvoj eno nepredvidljivo in zaskrbljujočo posledico - porast znanstveno-tehnoloških paradoksov. A mogoče je to le moj vtis in je število paradoksov skozi našo zgodovino stalno (in se v končni fazi uspešno rešijo)...

Kakorkoli, do te teme sem priplaval po čitanju par zapisov o nekaterih "sodobnih znanstvenih paradoksih".
Eden izmed teh je t.i. "problem simulacije". Problem oz. paradoks gre nekako takole: logično je pričakovati, da bi lahko znanstveni napredek nekoč v prihodnost omogočil izdelavo super-super-super duper računalnikov, ki bi bili dovolj močni, da bi lahko na njih poganjali realne simulacije atomov (ali recimo nevronov). Potemtakem si je logično predstavljati, da bi lahko naši daljni potomci na teh računalnikih poganjali simulacije sveta oziroma ljudi. Iz enačb verjetnosti bi sledilo, da je potemtakem veliko bolj verjetno, da smo jaz in vi, ki v tem trenutku to berete, računalniška simulacija, kot pa resnični ljudje. Pravzaprav je ta verjetnost tako velika, da je izjemno malo verjetno, da smo resnični ljudje iz mesa in krvi. Problem je v tem, da ni mogoče (oziroma v tem trenutku nihče ne ve, kako bi lahko) preveriti, če smo resnični ali pa smo simulacija. Zagata mar ne? Ta problem spominja na temo filmske trilogije Matrica, le da je bilo v tem filmu simulirano je okolje, sami ljudje pa so bili še vedno resnični. V problemu simulacije pa bi dejansko pomenilo, da smo lahko samo navidezni skupek pikslov na računalniškem zaslonu piflarja, ki po cele dneve nabija igrico SimCity. Misel na ta scenarij res ni pomirjujoča.

Pravzaprav me ta problem spominja na veliko starejši metafizični problem, ki je mučil slavnega filozofa Descartesa. Tudi ta učenjak se je nekoč zgrožen domislil, da bi lahko bil svet in tudi on sam samo iluzija, ki jo je pričaral vsemogočni "zlobni demon". Descartes je sicer pozneje našel nekakšno zasilno rešitev tega problema in kao dokazal, da tak demon ne obstaja, čeprav je njegova rešitev po moje nekaj takšnega kot ljudske anekdote, da česen odvrača vampirje oziroma da volkodlaka ubiješ s srebrnim metkom. Ali je Descartes po svojem tuhtanju o zlobnem demonu še kdaj resnično mirno spal, ni znano.

Če se vam problem simulacije in zlobni demon ne zdita pretirano zaskrbljujoča, pa so fiziki poskrbeli še za en podoben problem, ki pa ga podpira veliko več (izjemno težkih) enačb. Paradoks sliši na slavno ime "problem Boltzmannovih možganov". Ta problem gre nekako takole:
Gledano s stališča verjetnosti, je za vesolje veliko bolj verjetno, da ustvari samo majhen delček nečesa, kot pa celotno vesolje (se pravi z vsemi ljudmi, planeti, galaksijami...). V skrajnem primeru je torej neprimerljivo bolj verjetno, da vesolje ustvari gole možgane, ki lebdijo v praznini, kot pa celotno vesolje. Posledično je torej veliko veliko bolj verjetno, da sem jaz ali pa vi, ki to berete, v tem trenutku samo "kozmična spaka" - goli možgani, ki si mislijo, da je svet okrog njih in oni sami resnični, v resnici pa so samo hipna anomalija v prostor-času (ki ga tudi ni). Problem pravzaprav ni tako preprost iz izhaja iz nekaterih sodobnih teorij, kot je kozmična inflacija in kvantna mehanika (za boljši predstavo si lahko preberete moj nedavni članek v reviji Življenje in tehnika: "Možgani v vesolju" oktober, 2008).

Hm, kaj pa če bi lahko iz tega razvili nov paradoks oz. problem - da je število tovrstnih paradoksov, da ljudje pravzaprav nismo resnični tako veliko, da iz tega sledi, da je praktično nemogoče, da smo res resnični? In to zabije zadnji žebelj v krsto resničnosti...

Ah, s takšnimi stvarmi si verjetno ni smiselno beliti glavo...