Zvětšit obrázek

Slušivá modelka octomilka. Opravdu vděčný objekt výzkumu a vysokoškolské výuky.

Každý vysokoškolák jistě vzpomene na přinejmenším některé přednášky, během kterých přednášející zmateně blekotal přesně to, co se dalo mnohem rychleji a jasněji vyčíst z dostupné knihy nebo skript. České vysoké školství je až na čestné výjimky bohužel založeno na modelu, kdy studenti sedí na přednáškách, v horším případě na povinných přednáškách, kde vyslechnou dlouhé litanie nesrozumitelných a nezajímavých zaklínadel. Pak si seženou poznámky od snaživějších spolužáků, naučí se je zpaměti a za jejich recitaci dostanou vysokoškolský titul.
Po hospodách pak kroutí hlavou, k čemu že jim to studium vlastně bylo. A aplikace získaných vědomostí? Veškerá žádná.

Zvětšit obrázek

Utpal Banerjee. Narodil se v Indii a doktorát získal na Kalifornském institutu technologie. Přesto, že jeho původní specializace byla fyzikální chemie, jeho zapálení pro genetiku jej přivedlo až k výzkumné činnosti na Ústavu Howarda Hughese a k pedagogické činnosti na Kalifornské universitě v Los Angeles.

Kupodivu to jde i jinak. Profesor Utpal Banerjee z Howard Hughes Medical Institute (HHMI) vedl na University of California v Los Angeles výuku funkční genomiky. Banerjee je jedním z 20 profesorů HHMI, kteří v roce 2002 obdrželi granty po 1 milionu dolarů na pozvednutí vysokoškolského studia biologie. Spolu s několika svými doktorandy vedl skupinu 138 studentů odpovídajících našim studentům bakalářského a magisterského stupně studia.
Banerjee a jeho studenti namísto biflování molekulární biologie spojili výuku s výzkumem. Během svého projektu prohledali genom octomilky a identifikovali celkem 501 genů nezbytných pro normální vývoj jejího oka. Na několika nezbytných přednáškách byli studenti uvedeni do problematiky, pak experimentálně křížili octomilky a v počítačové laboratoři analyzovali genetické důsledky těchto křížení. Jako průběžnou zkoušku studenti sestavili žádost o grant na svůj dílčí výzkum a při závěrečné zkoušce shrnuli své výsledky formou vědeckého článku.

Zjistit, které geny jsou nezbytné pro vývoj určitého orgánu, není úplně snadné. Potíž je v tom, že když mnohé z těchto genů zmutujete, projeví se to na mnoha místech sledovaného tvora zároveň a ten velmi pravděpodobně zahyne již jako embryo, aniž byste uviděli, co jste vlastně způsobili. Oko octomilky není výjimkou. Mnohé mutace příslušných genů jsou za normálních okolností smrtelné. Jedinou možností je omezit projev sledovaných mutací pouze na dotyčný orgán. Banerjee se svými kolegy přelstili Matičku přírodu tím, že použili jeden z magických triků molekulární biologie – mitotickou rekombinaci. Rekombinace, čili vzájemná výměna částí chromozómů, probíhá za normálních okolností pouze během tvorby pohlavních buněk, při meióze.

Zvětšit obrázek

Octomilka z očí do očí. Co se ještě všechno od ní dozvíme?

Během vlastního projektu Banerjeeho studenti pracovali s geneticky zmanipulovanými octomilkami. Do jejich genomu byl vložen gen pro enzym flipázu a to tak, aby se exprimoval jen v očích. Flipáza provádí onu zmíněnou mitotickou rekombinaci, kdy se vyměňují části chromozómů i během normálního buněčného dělení, čili mitózy. Studenti v experimentu použili octomilky s jednou letální alelou sledovaných genů a pomocí sérií pěti navazujících křížení vytvořili octomilky s oběma letálními alelami dotyčných genů, tedy s plným projevem mutace těchto genů. Ovšem díky flipáze a mitotické rekombinaci se jejich účinek projevoval pouze v očích a nikde jinde.
Mutované octomilky se jakž takž normálně vyvíjely a bylo možné je sledovat a popsat účinek příslušných mutací na octomilčí oči.

Výstupy zmíněného projektu uveřejnil online vědecký časopis PloS Biology. Studenti byli nadšeni a řada z nich prohlašovala, že jim Banerjee změnil představy o kariéře. V dobrém slova smyslu, pochopitelně. Právě takto by měla vypadat vysokoškolská výuka. Dočkáme se někdy toho, že to nebude vzácná výjimka?


Pramen: PLoS Biology 3(2): e59.