Proč mozkové buňky preferují geny jednoho z rodičů?

11. duben 2017
Lidský mozek (ilustrační foto)

Badatelé z Utahu ve Spojených státech zjistili, že se v některých částech mozku savců spouští verze genů jen od jednoho z rodičů. Jde o průlomové zjištění, které může nově ovlivnit studium dědičnosti i dědičných nemocí.

Genetika je mnohem složitější, než jsme si mysleli,“ komentuje zjištění lékař Ladislav Machala.

To, že v některých mozkových tkáních dostává přednost gen jen od jednoho z rodičů, si všimli vědci například u buněk, které vylučují serotonin – látku, která nám ovlivňuje náladu. Kvůli studii prozkoumali tisíce genů.

Biolog Pavel Stopka upozorňuje, že jde o jeden z prvních výzkumů svého druhu, dodává ale, že proč mozek preferuje kopie varianty genů jen od jednoho z rodičů, zatím jasné není. „Výzkum otevřel skříňku plnou démonů,“ komentoval studii Stopka.

Zvláště přínosná můžou být nová zjištění vědců pro studium mutací, které vedou k nemocem mozku.

Otcovský a mateřský gen

Natáčení pořadu laboratoř na 18. července - Pavel Stopka

Vědci si donedávna mysleli, že blokace projevů verze genu od jednoho z rodičů je náhodná. Věděli, že některé geny „mlčí“ při vzniku pohlavních buněk, jiné při oplození a další při vývoji zárodku.

V mozku vědci našli neurony, ve kterých se projevovaly obě verze genu, jindy pouze gen otcovský nebo mateřský. Jen u 10 % genů toto rozlišení podle biologa nebylo podstatné. „Výzkum ukázal, jaké typy exprese můžeme čekat,“ dodává Pavel Stopka.

Preference otcovských nebo mateřských genů podle něho souvisí s časným vývojem plodu. Rozhoduje se to zřejmě hned po oplození.

„Mysleli jsme si, že každá buňka má vypnutý otcovský nebo mateřský chromozom a dochází k náhodné deaktivaci. Tato studie ukazuje, že to není náhodné,” vysvětluje Stopka.

Nejen ženský chromozom

Při rýhování ženské pohlavní buňky – vajíčka se na vzniku mozku podílí jen malá populace buněk a pravděpodobnost, že v nich bude aktivována samčí nebo samičí buňka, je potom 1:1.

Přínosem nové studie je zjištění, že vypínání otcovské nebo mateřské verze genu se netýká jen tzv. ženského chromozomu: „Neplatí to jen pro geny na X chromozomu, ale i pro celou řadu dalších autozomálních genů, které se můžou náhodně i nenáhodně projevovat,“ říká Pavel Stopka. K rozhodnutí o tom, jaká verze v mozku převládne, dochází už při rýhování zárodku – v době kdy vznikají struktury embrya.

Doc. MUDr. Ladislav Machala, Ph.D

„Najednou z ničeho nic mají různé části mozku různě nastavenou expresi genů, daná buňka se v některé části mozku chová, jako by byla od maminky a jinde od tatínka,“ doplňuje lékař Ladislav Machala. Podle něj zjištění vědců otevírají nový rozměr genetiky, neznáme například takzvané epigenetické mechanismy spouštění virů.

Přednost varianty genů jen od jednoho z rodičů se podle autorů studie týká i genů, které se podílejí na autismu, schizofrenii, nebo na bipolárních poruchách, ale také třeba genů, které podmiňují poruchy pozornosti.

„Schizofrenii ale rozhodně nezpůsobuje exprese jednoho genu, ani malé skupiny genů,“ připomíná Ladislav Machala. Onemocníme obvykle, když se projeví více dědičných vlivů.