Počátek života spouští molekulární nůžky

24. září 2010

Kdy začíná živočich žít svým vlastním životem? Po porodu? Po dosažení pohlavní dospělosti? Po zplození vlastních potomků? Jedním z klíčových momentů v životě každého živočicha, člověka nevyjímaje, je embryonální vývoj.

V průběhu tohoto procesu se totiž probudí geny živočicha. Mezinárodní vědecký tým nyní odhalil ústřední regulační molekulu tohoto procesu.

V dědičné informaci dozrálého vajíčka prakticky všechny geny "spí". Neprobudí se ani při oplození vajíčka spermií. Zdá se to nelogické, zárodek se po oplození bouřlivě vyvíjí a k tomu potřebuje spoustu nejrůznějších bílkovin. Ty si musí vyrábět podle "plánů" v podobě molekul ribonukleové kyseliny (RNA). A RNA vzniká přepisem probuzených, čile pracujících genů. Kde bere embryo potřebné "plány", když jeho buněčná "kopírka" pro přepis informace z genů do RNA zůstává vypnutá? Časný zárodek je vlastně "molekulární rentiér" - žije z RNA zděděné po matce. Zásobu RNA mu přináší vajíčko.

Z "molekulárních úspor" v podobě RNA nemůže žít embryo donekonečna. Myší zárodek se ocitá "na mizině" už ve chvíli, kdy se rozdělí na dvě buňky. Embryo člověka a prasete utratí molekulární úspory ve stádiu, kdy je tvořeno 4 až 6 buňkami. Zárodek ovce a skotu vydrží až do 8 buněk, a králík dokonce do šestnácti. Nastartování vlastních genů je proto pro embryo klíčový životní mezník, první skutečně samostatný krok. Pokud embryu "motor" jeho vlastních genů "nechytne", je odsouzeno k smrti.

Tým vědců z USA, Japonska a Velké Británie vedený Alexanderem Schierem nyní odhalil "startér", kterým embryo uvádí své vlastní geny do chodu. K pokusům použili zárodky rybky dania pruhovaného, kterou akvaristé znají jako "zebřičku". Zjistili, že roli "startéru" plní malá molekula RNA z rodiny tzv. mikro-RNA. Ty plní v organismu celou řadu životně důležitých funkcí. Chrání například buňku před virovou nákazou, protože se postarají o zničení dědičné informace virových vetřelců. Podílejí se však i na řízení všedního života buňky. Vypínají celou řadu procesů tím, že systematicky ničí "RNA-plány" pro tvorbu některých bílkovin. Rozstřihají molekuly RNA na maličké kousky a tím je úplně znehodnotí.

V embryu zebřičky jsou vysoce aktivní "molekulární nůžky" vtělené do malé molekuly RNA nesoucí označení mikro-RNA-430. Ve chvíli, kdy má embryu "naskočit" jeho vlastní genom, se mikro-RNA-430 pustí do likvidace "RNA-plánů" zděděných po matce. Tenhle "buněčný úklid" se ukazuje jako velmi důležitý. Teprve když zděděné "RNA-plány" zmizí, můžou se vlastní geny embrya "probudit" a zahájit tvorbu svých vlastních "RNA-plánů".

Uklízení staré "dokumentace" v podobě mateřských molekul RNA a nastartování vlastní genetické mašinérie embrya je důležité pro přežití a vývoj zárodku. I když byl výzkum proveden na zárodku ryby, budou mít jeho výsledky obecnější platnost. Můžeme předpokládat, že startování genů savců včetně člověka bude podléhat velmi podobným zákonitostem.

Spustit audio