Jejich cesta ke slávě začala zmatkem. Andrew Fire a Craig Mello nevěřícně zírali na maličké červíky Caenorhabditis elegans zmítající se zvláštními škubavými pohyby. Stejně postižení bývají červíci s poruchou genu kódujícího bílkovinu důležitou pro správné fungování svalů. Fireovi a Mellovi červíci sebou škubali navzdory tomu, že měli příslušný gen v pořádku. Buď došlo při pokusu k chybě a nebo oba biologové narazili na fenomén, který věda dosud nezná. Dalšími pokusy potvrdili američtí vědci druhou možnost. Narazili na evolučně prastarý mechanismus, kterým buňky umlčují geny. Svůj objev zveřejnili v únoru roku 1998 v prestižním vědeckém týdeníku Nature. Letos se za něj dostali Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu.
Podle klasického genetického dogmatu jsou instrukce pro tvorbu bílkovin nutných k výstavbě i provozu buňky uloženy v dvojité šroubovici DNA. Konkrétně v úsecích, jimž říkáme geny. V buněčném jádru se podle generálního plánu DNA vytváří „výrobní výkres“ v podobě jednoduché šroubovice ribonukleové kyseliny (RNA). Molekuly RNA opustí jádro a v cytoplasmě buňky poslouží jako předloha pro syntézu příslušného bílkovinného řetězce.
RNA připisovali generace genetiků roli pouhého poslíčka. Fire a Mello ukázali, že je to příslovečná tichá voda, která mele břehy. V roli „divochů“ vystupují krátké úseky RNA zformované do dvojité šroubovice. Ty umějí s pomocí specializovaných bílkovinných molekul najít přesně vybranou jednoduchou šroubovici RNA a zajistí její rozsekání na kousky.
Výsledný efekt je podobný, jako kdyby se v dílně dostal výrobní výkres do skartovačky. Podle drobných ústřižků už nikdo nic nevyrobí. Pro „genetickou skartaci“ se ujal termín RNA interference. V jejím důsledku mizí z cytoplasmy buněk vybrané molekuly jednoduchých šroubovic molekul RNA a výsledek je stejný, jako kdyby se v jádru buňky podle genu žádná RNA nevytvářela. Gen sice zůstává netknutý, ale buňka se chová, jako kdyby o něj přišla. To byl také případ škubajících se červíků, kteří tak zaujali Firea a Melloa.
Gen pro svalovou bílkovinu měli v pořádku. Vědci jej ale nechtěně umlčeli tím, že červíkům vpíchli krátkou dvojitou šroubovici RNA, která instrukce pro tvorbu svalové bílkoviny zcela „vymazala“.
Původně sloužila RNA interference pozemským organismům v boji proti virům. Mnohé viry mívají dědičnou informaci uloženou do dvojité šroubovice RNA. Napadená buňka ji RNA interferencí sešrotuje a díky tomu odolá infekci. RNA interference se osvědčila také jako obrana proti tzv. skákajícím genům. Ty mohou napáchat v dědičné informaci zmatek tím, že se vmáčknou do DNA a poškodí tam životně důležitý gen. Později začaly buňky využívat RNA interferenci i k cílenému vypínání a zapínání genů. RNA tak získala vedle úlohy „posla“ a „bodyguarda“ také funkci „řidiče“ dědičné informace.
Objev a zvládnutí RNA interference otevřel cestu k cílenému umlčování genů pro potřeby medicíny. Lékaři zkoušejí zacílit krátké dvojité šroubovice RNA proti mikroorganismům vyvolávajícím infekční choroby nebo proti genům, které mají na svědomí nádorové bujení. Pokusným zvířatům už například dokázali RNA interferencí snížit hladiny cholesterolu v krvi.
Pramen: Nature, http://nobelprize.org/
Diskuze:
