3. září 2009 12:09 Lidovky.cz > Relax > Věda

Vědci poznávají procesy, které mění funkci některých genů

Mozek | na serveru Lidovky.cz | aktuální zprávy Mozek | foto: Lidové noviny

Potenciálně rizikové chování genů, které se dokážou vmáčknout do dědičné informace, zvyšuje různorodost některých buněk. Nejvíc se toto „poskakování“ uplatňuje v mozku.

Každý jsme jiný a způsob, jakým uvažujeme, je v mnoha ohledech jedinečný. Dokonce i jednovaječná dvojčata s naprosto totožnou dědičnou informací se mohou lišit mnoha psychickými rysy. Na různorodosti práce mozku jednotlivých lidí se zřejmě významnou měrou podílí zcela zvláštní proces, který náhodně a jako na běžícím pásu mění dědičnou informaci buněk, z nichž pak vznikají nervové buňky mozku. Jeho hlavním aktérem je tzv. skákající gen označovaný genetiky jako LINE1 nebo jen L1.

Podle skákajícího genu LINE1 si vytvoří buňka "pracovní výkres" v podobě jednoduché šroubovice kyseliny ribonukleové (RNA). To je postup běžný při činnosti většiny genů. Podle instrukce RNA pak buňka vyrábí bílkovinné molekuly pro nejrůznější účely. Bílkovina vznikající podle genu LINE1 je výjimečná v tom, že dokáže podle "návodu" jednoduché šroubovice RNA vyrobit opět dvojitou šroubovici DNA. Gen LINE1 si tak vytváří vlastní dokonalé dvojníky.
Tato genetická "alter ego" mají schopnost vmáčknout se zpátky do dědičné informace. Neberou přitom na nic ohledy. Někdy "skočí" nová kopie genu na místo v DNA, kde nenapáchá velké škody. Jindy však "hupsne" přímo do některého z genů. Takto "nabouraný" gen může zcela ztratit funkci.

Další osud buňky záleží na tom, jak je pro ni gen důležitý. Následky mohou být na jedné straně zanedbatelné, na druhé fatální.

Porucha nepustí cukrovku ke slovu

Skákající geny toho buňkám většinou moc dobrého nepřinášejí. Mohou vážně narušit důležité geny tím, že se do nich nabourají. Němečtí biologové však zjistili, že jeden skákající gen chrání laboratorní myši náchylné k obezitě před cukrovkou.

Dědičnou vlohou k tloustnutí je pro tyto myši gen Zfp69. Vyrábí se podle něj bílkovina, která napomáhá ukládání tuku do buněk. Největší množství tuku se u těchto zvířat nahromadí v játrech. Právě to vyvolá cukrovku.

U lidí našli vědci podobný gen a označili jej jako ZNF642. Jistě ne jenom náhodou je tento gen zvýšeně aktivní u silně obézních lidí trpících cukrovkou. Některé myši však navzdory značné tloušťce cukrovkou netrpí. Jak vyplývá ze studie zveřejněné ve špičkovém vědeckém časopise PLoS Genetics, u těchto myší se "naboural" malý skákající gen do části dědičné informace, která zapíná gen Zfp69 na vysoké obrátky.

Takto "havarovaný" gen se chová podobně jako automobil s nefunkčním plynovým pedálem. Nedokáže se rozjet "zakázanou rychlostí" a vyvolat cukrovku.


Výjimka - pohlavní buňky a neurony
Není divu, že většina buněk drží skákající gen LINE1 na uzdě a žádné hopsání po dědičné informaci mu nedovolí. Jednoduše gen uspí. Stoprocentně účinné přitom ale nejsou. Především v pohlavních buňkách LINE1 přeci jen "poskakuje". Následky se nedají přehlédnout. V dědičné informaci každého člověka se nachází více než 600 tisíc kopií genu LINE1.

Tým vedený Fredem Gagem ze Salk Institute v kalifornském La Jolla zjistil, že gen LINE1 poskakuje také v buňkách, z nichž následně vznikají neurony vyvíjejícího se mozku. Zprávu o tomto nečekaném objevu zveřejnil vědecký týdeník Nature.

V lidském mozku je sto miliard neuronů a díky skákajícímu genu může mít každý z nich poněkud jinou dědičnou informaci. Záleží na tom, kam se skákající geny vmáčkly. Některé neurony tak zřejmě přicházejí o určité geny, ale jiné neurony mohou získat nové vlastnosti. Tato skutečnost způsobuje, že skákající gen svou přítomností může probudit k činnosti gen, který v neuronu za normálních okolností "spí". Gage chytil skákající gen v lidském mozku doslova při činu. Zjistil, že jednotlivé neurony mohou mít v dědičné informaci náhodně zabudovánu i stovku nových kopií genu LINE1. Díky tomu je mozek geneticky neskonale pestřejší. Zřejmě mu to pomáhá vypořádat se s širokou škálou nejrůznějších úkolů.

Klíč k degenerativním chorobám

Skákání genu v neuronech mozku může však mít i odvrácenou tvář. Pokud se činnost genu LINE1 vymkne kontrole, pak může dojít k rozsáhlým škodám na dědičné informaci a narušení základních životních funkcí neuronů.

Důsledkem by mohla být závažná degenerativní onemocnění mozku. Fred Gage proto v současné době usilovně zkoumá, jak čile skáče gen LINE1 v mozku těžce nemocných lidí.

Akční letáky
Akční letáky

Prohlédněte si akční letáky všech obchodů hezky na jednom místě!