Zvětšit obrázek

Danio pruhované čili zebřička

Který moment je v lidském životě nejdůležitější? Zápis do školy? Maturita? Svatba? Rozvod? Názory se jistě různí. Jen málokdy do podobných výčtů zahrneme moment z nejklíčovějších  - reaktivaci embryonálního geonomu čili probuzení genů raného zárodku.

Alexander Schier – Harvard University

Dozrálé vajíčko má prakticky všechny geny „uspány“ a nic na tom nezmění ani oplození spermií. Bouřlivě se vyvíjející zárodek potřebuje spoustu nejrůznějších bílkovin, které vyrábí podle „výrobních výkresů“ v podobě molekul ribonukleové kyseliny (RNA). Tuto „molekulární dokumentaci“ dědí embryo od vajíčka. To si ji připravilo do zásoby v období, kdy se v těle matky teprve „školilo“ na funkci samičí pohlavní buňky. Z „RNA-dědictví“ po matce čerpají různí tvorové různě dlouho.

Myšímu embryu vystačí k rozdělení na dvě buňky. Embryo člověka a prasete „dojede“ na tuto zásobu do stádia, kdy je tvořeno 4 až 6 buňkami. Zárodek ovce a skotu s ním vystačí až do 8 buněk a králičí embryo dokonce do šestnácti. Celou tu dobu „jede“ embryo z hlediska dědičné informace jaksi „samospádem“, bez vlastního přičinění. Jeho skutečně vlastní životní projevy jsou minimální. Není mrtvé, ale životem také dvakrát nepřekypuje. 

Zvětšit obrázek

Embryo zebřičky

Nastartování vlastních genů je pro embryo klíčový životní mezník. Z biologického hlediska jde o jeho první samostatný krok. Pokud embryu „motor“ jeho vlastních genů „nenaskočí“, je odsouzeno k smrti. Není pochyb o tom, že se tento fenomén podílí na lidské neplodnosti. I proto je jeho výzkumu věnována velká pozornost.

Zvětšit obrázek

Lidské embryo startuje svůj genom ve stádiu 4 až 6 buněk.

Tým vědců z USA, Japonska a Velké Británie vedený Alexanderem Schierem z Harvardovy university odhalil „zapínač“ genů embrya rybky dania pruhovaného, kterou akvaristé znají jako „zebřičku“. Zjistili, že tuto roli plní malá molekula RNA z rodiny tzv. mikro-RNA. Ty  chrání buňku před virovou nákazou tím, že jako „řezníci“ porcují dědičnou informaci virových vetřelců. Svůj „řeznický výuční list“ využívají i při řízení všedního života buňky. Vypínají celou řadu procesů tím, že „RNA-plány“ na tvorbu některých bílkovin doslova „rozsekají na nudličky“ – jako kdyby se prohnaly skartovačkou. Výrobu „řeznických“ mikroRNA má u obratlovců včetně člověka na starosti zhruba 500 z celkového počtu 23 000 genů.

Zvětšit obrázek

Významnou roli sehrává při startu embryonálního genomu mikro-RNA, která vyvolává destrukci mateřské RNA procesem RNA-interference. Na obrázku jsou enzymatické komplexy pro štěpení dlouhé „šňůry“ RNA podle instrukce kratičkého řetězce mikro-RNA.

V embryu zebřičky řádí „molekulární skartovačka“ v podobě malé molekuly nesoucí označení mikroRNA-430. Ta se pustí do likvidace „RNA-plánů“ zděděných po matce ve vajíčku.

Tenhle „buněčný úklid“ se ukázal jako velmi důležitý pro probuzení vlastních genů zárodku a tvorbu jeho vlastních „RNA-plánů“.  Sám buněčný „zapínač“ v podobě mikroRNA-430 je v buňkách vyráběn v několika variantách a zvládá „skartaci“ stovek různých „RNA-plánů“.

 

Pramen:  Science