Student World

***tisková zpráva Akademie věd ČR

Prestižní časopis Developmental Cell uveřejnil studii Vzájemný antagonismus mezi jaderným receptorem a signalizací kateninu určuje osudy buněk v somatické gonádě C. elegans,

zabývající se výzkumem, na němž se podíleli vědci ze dvou ústavů Akademie věd ČR. Ryze český společný výzkum Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích a Ústavu molekulární genetiky AV ČR v Praze ukázal, že vývoj pohlavních orgánů u jednoduchých organismů stejně jako u lidí určuje podobný molekulární mechanismus.

Jelikož lidský organismus je příliš složitý a nelze s ním libovolně experimentovat, využívá věda tzv. modelových organismů. Jedním z nejjednodušších je háďátko Caenorhabditis elegans. Je to milimetr dlouhý, průhledný červík, jehož největší výhodou je snadná genetická manipulace: jednotlivé geny lze umlčovat, a tím zjišťovat jejich úlohu. Háďátko je navíc unikátní v tom, že je přesně známý počet a osud všech jeho 959 buněk. Tyto buňky prodělávají v každé generaci tatáž dělení, mají tentýž rodokmen. Buňky svalů, střeva nebo pohlavních orgánů vždy pocházejí ze stejných mateřských buněk a každá buňka má své místo a jméno. Taková znalost je u sta bilionů (1014) buněk člověka nemyslitelná. Proto je háďátko ideálním modelem pro studium určení buněčného osudu. Pomáhá k pochopení vývoje organismu, ale je důležité také pro současnou medicínu. Chybná diferenciace nebo ztráta normálních vlastností buněk totiž vede k patologickým poruchám včetně rakovinného bujení. Podstatou diferenciace je, že dceřiné buňky nabývají nové, odlišné vlastnosti. Při výzkumu vědci zjišťovali, zda z mateřské buňky somatické gonády háďátka mohou namísto dvou nestejných dceřiných buněk vzniknout dvě stejné.

„Celkem náhodou, jak už to ve vědě chodí, se ukázalo, že právě takovou poruchu způsobuje umlčení genu známého pod zkratkou NHR-25: bez tohoto genu obě dcery zvolily osud D, zatímco žádná buňka P nevznikla. Tentokrát měli červíci nadpočetné pohlavní žlázy s vajíčky, zato však žádné pohlavní vývody, kudy by mohli vajíčka naklást. Jako další krok jsme vyřadili z činnosti zároveň gen NHR-25 i β-katenin. V tomto případě háďátka vyvinula normální pohlavní žlázu i vulvu. To je důkaz, že β-kateninová signalizace a gen NHR-25 musí působit v rovnováze, má-li být správná volba obou buněčných osudů zajištěna. Tento výsledek nebylo možné nijak předvídat nebo naplánovat. Opět se ukázalo, že biologie dodnes zůstává plná tajemství a překvapení,“ říká vedoucí vědeckého týmu doc. RNDr. Marek Jindra, PhD., z Biologického centra AV ČR v Českých Budějovicích.

Výzkum tak přinesl nečekané zjištění, totiž že podobná funkční souvislost mezi stejnými geny se uplatňuje u tak vzdálených živočišných druhů, jako jsou háďátko a člověk, a že u obou řídí normální vývoj pohlavních orgánů. Mechanismus působení receptoru NHR-25 se tak zachoval po stovky milionů let, které v evoluci člověka od háďátka oddělují.

„Studium háďátek nám prozradilo ještě něco navíc. Díky tomu, že v těle červíka můžeme rozpoznat a označit každou jednotlivou buňku, mohli jsme na tomto modelu ukázat vliv bílkoviny NHR-25 na osudové rozhodnutí konkrétní buňky. Dosáhnout takového stupně rozlišení by například u živé myši bylo nesmírně obtížné, výzkum s pomocí háďátek je i nesrovnatelně levnější. Vývoj organismu a jeho onemocnění představuje mozaiku o milionech kamínků tak složitou, že nikdo nevidí celý obraz. My jsme do té mozaiky vložili dosud chybějící kousek, který je jen krůčkem k pochopení celku. Princip kooperace genů při rozhodování o osudu buňky, který jsme objevili, je však obecně platný a nepochybně souvisí se správným vývojem a zdravím člověka. Spekulace o tom, zda, kdy, jak a kým budou naše poznatky využity v praxi, jsou ale předčasné, a tak je tomu u základního výzkumu vždy,“ shrnuje přínos studie Marek Jindra.

Více podrobností na http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?cmd=Retrieve&db=PubMed&list_uids=16890160&dopt=Abstract

autor