Dvojité osvalení

Zvětšit obrázek

Srovnání osvalení zadní končetiny u normální myši a u myši, která nemá myostatin a má zvýšenou produkci follistatinu. Kdyby se jednalo jen o myostatin, byla by double muscling. Protože ale byla navíc vystavena účinku follistatinu, nemá dvakrát víc svalů, ale čtyřikrát.

Gurmánům, kteří mají rádi velké a libové steaky, není třeba double muscling představovat. Jde vlastně o genovou poruchu, která vznikla spontánně a dala vznik super zmasilým zvířatům. Jde o to, že neumí tvořit látku, která u normálních jedinců v dospělosti zastavuje růst svalstva.
 
Dvojité osvalení, nebo také dvojitá zmasilost (anglicky double muscling, německy doppelendrizmus, francouzsky cullard), bylo objeveno u plemene skotu belgické modrobílé. U něj se vyskytla spontánní mutace, která mu zničila gen pro myostatin. Došlo k tomu  někdy před dvěma sty lety. Výsledkem této poruchy genu bylo, že zvířatům nekontrolovaně rostlo svalstvo.Chovatelům se nadmíru osvalená zvířata líbila a tak je vzájemně připařovali a  systematickým výběrem nejzmasilejších zvířat  vytvořili plemeno na jehož porce roštěnky jsou i ty největší talíře směšně malé. Přitom ani netušili, že za vším stojí poničený gen z něhož se  „ztratilo“ 11 párů bází. Vypadnutí tohoto malého úseku DNA způsobuje svalovou hyperplazii, neboli zmnožení počtu svalových vláken. Svalová hmota těmto jedincům naroste větší až o 20 %.

Zvětšit obrázek

Se-Jin Lee (Američan s „ typicky americkým“ jménem, které původně znělo Se-Ťin Lee)

Ani pro běžného konzumenta, který si na obrovské porce zrovna moc nepotrpí, není maso z hovězího s dvojitým osvalením nezajímavé, neboť u tohoto masa dochází k redukci obsahu tuku a je tedy zdravější. Chovatelé zase u tohoto dobytka oceňují jeho lepší konverzi (zužitkování) krmiva.

Veterináři mají z chovu takového dobytka také prospěch. Na své si přijdou jak po stránce fakturace za výkony, tak za materiál a léčiva, protože je třeba, aby asistovali u každého porodu. Telata se totiž rodí tak velká, že je nutné je přivádět na svět „císařákem“. Chov skotu s poničeným genem pro myostatin se tak již delší dobu těší oblibě a úspěšně se jeho chov rozšířil za hranice Belgie do celého světa. To vše bez jakéhokoli přičinění molekulárních genetiků.

Příklad nefunkčního genu pro myostatin, který nezabránil růstu svalů.  Double muscing u plemene belgické modré.  Je-li toto double muscling, jak potom asi budou vypadat hospodářská zvířata s „tetra musclingem“?

Poruchu, kterou některým jedincům skotu, ovcí, psů a lidem nadělila sama příroda už ale umí genetici udělat také. Není to zase až tak složité, vlastně jde jen o poničení genu, který je za tvorbu myostatinu (proteinu zastavujícího růst svalstva). Důkazem, že to jde jsou v laboratořích k dispozici myší „Schwarzeneggeři“ na kterých si vědci dělají své pokusy. A nutno říci, že se jim to daří. Jsou schopni gen pro myostatin přenést na jiný chromosom, a na tom původním chromosomu jej zase zrušit.

Zvětšit obrázek

Follistatin je glykosylovaný polypeptidový řetězec. Na tomto obrázku jsou jeho dvě molekuly (zeleně a modře) v akci – obklopují vazebná místa jinému proteinu (červeně), čímž jej vyřazují z činnosti. V organismu se follistatin účastní celé řady dějů, od řízení reprodukčnío cyklu ovlivňováním vaječníků, přes spermiogenesi až po diferenciaci neuronů. Ochotně se váže na myostatin a nové zjištění –výrazně zasahuje do tvorby svalové hmoty, zvláště pokud není v těle dostatek myostatinu. (Kredit: Dr. Woodruff lab., North Western Univ.)

 Umí tento gen podle potřeby zapínat a vypínat. To všechno je dobré například k tomu, že až se veřejnost zbaví strachu z GMO, budou vědci schopni dodat do stájí zvířata, která budou rodit normální telata, nebude je třeba z dělohy vyndavat císařským řezem. Jalovičky budou hubené a všechnu energii budou dávat do tvorby mléka, budou tedy hodně dojit. Býčci již přestanou být pro chovatele dojených plemen odpadem. Nebudou to totiž žádní hubeňouři, naopak. Množstvím masa, které na nich naroste, překonají i specializovaná plemena chovaná jen na maso.
Ne to není pohádka, ale skutečnost, kterou nějaký pan Georgese v nedaleké laboratoři v Belgickém Liege, již na myším modelu předvádí.

Když Evropané mají double muscling, Američané musí mít „tetra muscling“!

Čtyřnásobné osvalení
Nový poznatek, kterým se podařilo jedince s dvojitým osvalením ještě více vyšperkovat, pochází z University Johna Hopkinse. Na téměř zázračný účinek na růst svalů u proteinu zvaného follistatin přišel Američan Se-jin Lee. Objev učinil vlastně náhodou.

Ve svých pokusech se věnoval myším s dvojitým osvalením. Lee ale nepracoval s celými zvířaty, ale jen s jejich svalovými buňkami, které zvířatům odebral a pak si je pěstoval v  tkáňových kulturách a zkoušel na nich všelijaké finty. Mimo jiné pracoval se látkou, která v našich tělech strká prsty do celé řady metabolických cest. Tou látkou byl follistatin.

 

Kulturisté a vyznavači silových sportů zase budou mít o čem přemýšlet. Lepší časovky by mohly padnout už i na příští Tour de France.

Vědělo se o ní, že se ochotně váže na myostatin. Potvrdil tak, že follistatin je schopen blokovat aktivitu myostatinu ve svalových buňkách. Jde tedy o látku, která je perspektivní z pohledu možného cíleného spouštění zamýšleného dvojitého osvalení. To se také potvrdilo. Aplikace follistatinu normálním myším způsobila, že začaly bytnět. Jejich svaly rostly, jako kdyby jejich organismus myostatin neprodukoval a jako kdyby měly gen pro myostatin poškozený. Šlo tedy o efekt – vyblokování myostatinu – tedy double muscling.

V druhé fázi svých pokusů si  Lee vzal do parády geneticky modifikované myši, které skutečně měly poškozený gen pro myostatin. Myostatin tedy neprodukovaly. Připravil si follistatin a předpokládal, že když jej bude myším, aplikovat nic se nestane. Teoreticky se skutečně nic stát nemělo – follistatin se neměl na co vázat, neboť myostatin v těle těchto zvířat chyběl.

Chyba lávky! Po zvýšení hladiny follistatinu se začaly dít věci. Zbytnělé myši ještě více zbytněly. Follistatin způsobil aditivní efekt. 

Lee  získal myši, které měly o 117 % zvětšenou velikost svalových vláken. Kromě toho měla zvířata o 73% zvýšený počet svalových vláken (ve srovnání s normálními jedinci).
To vše ukazuje na to, že možnosti zvětšení růstu svalů cíleným ovlivňováním metabolických drah ještě není za svým zenitem a že je mnohem účinnější, než jsme předpokládali. 
Nyní chce Lee pátrat po dalších proteinových hráčích, kteří spolupracují s myostatinem a hodlá se zaměřit na využití stávajících poznatků v klinické praxi. Příkladem jeho snah je léčba svalové dystrofie. Stávající léky se totiž soustřeďují pouze na blokování myostatinu a to, jak se ukázalo, nemusí být jedinou cestou, jak postiženým přičarovat pořádné svaly.

Pramen: Johns Hopkins Medical Institutions, PLoS One