Zvětšit obrázek

Pohled do  Allenova atlasu

Tým vedený Edem Leinem a Michaelem Hawrylyczem z Allenova ústavu pro výzkum mozku z americkém Seattlu představil Allenův atlas v článku zveřejněném v prestižním týdeníku Nature. K čemu je podrobný „genetický atlas“ dobrý? Mapy zřejmě zavedou biology a lékaře na stopu léčby mnoha závažných onemocnění, jako je například Alzheimerova nebo Parkinsonova choroba. Přispějí také k odhalení tajemství lidské mysli.

Ed Lein

Mozek je neuvěřitelně komplikovaný orgán složený z mnoha různých buněk. Ty se liší nejen vzhledem, ale i tím, co umějí a jak spolupracují s jinými buňkami mozku. Za obrovskou pestrost nervových buněk jsou zodpovědné geny. Všechny buňky dostaly do vínku stejnou dědičnou informaci, ale zapínají z ní jen potřebnou část. Právě spektrum pracujících genů určuje, jak buňka vypadá a co dovede.

Vědce zaskočil už fakt, že se v mozku probouzí k činnosti 80% všech myších genů. Počítali, že jich bude něco málo přes polovinu. Některé geny bdí a pracují ve všech buňkách, protože zajišťují základní životní procesy. Jiné procitají jen na několika málo místech. O překvapení nebyla nouze. Prakticky shodné spektrum pracujících genů mají i buňky, které podle stávajících představ neměly mnoho společného. Z dosud neznámého důvodu však patří k jednomu „klanu“. Naopak, buňky, které vědci považovali za totožné, se v řadě případů liší aktivitou genů a plní v mozku různé úkoly.

Zvětšit obrázek

Atlas je interaktivní a lze z něj vyčíst úlohu celé řady genů.

„Tahle odhalení mě pořádně zaskočila,“ přiznal v rozhovoru pro časopis The Scientist jeden z vedoucích pracovníků projektu Allan Jones.

Michael Hawrylycz

Vědci využívají genový atlas myšího mozku už od prosince roku 2004, kdy byl hotov jen v hrubých rysech. Finální verze volně dostupná na internetu před nimi otevírá dosud netušené možnosti.

„Je to neuvěřitelně účinný nástroj, který úžasně usnadní a urychlí další výzkum,“ řekl Marc Tessier-Lavigne, vicepresident přední americké biotechnologické společnosti Genentech. „Dovoluje výzkum, který by byl jinak neproveditelný.“

Myší a lidský mozek se v mnohém liší. Přesto sdílejí dostatek rysů na to, aby Allenův atlas posloužil i jako průvodce lidským mozkem. Když vědci pojmou podezření, že určitý gen stojí v pozadí vážného onemocnění, mohou se podívat do atlasu, kde všude má tento gen pracoviště a které buňky jsou na něm existenčně závislé. Z toho se dá určit, jestli jsou neurologové na dobré stopě.

Už dnes jsou k dispozici myši, které díky cílenému zásahu do dědičné informace trpí potížemi nápadně připomínajícími lidskou Alzheimerovu chorobu, Downův syndrom a dalším závažné poruchy. Sledování aktivity genů v mozku „nemocných“ myší a jejich srovnání s Allenovým atlasem poskytne vědcům nejen vodítko k pochopení vzniku poruchy, ale i k výběru látek, které by defektní stav napravily a posloužily jako účinné léky.

Zvětšit obrázek

Demoverze Allenova atlasu mozku - ukázka jak se s virtuálním atlasem pracuje.

Allenův atlas mozku postihuje aktivitu mozku myších samců v přesně stanoveném stáří. Zatím nenabízí údaje o tom, jak se mění aktivita genů během života myši a jak se liší mozek samců od samic.

Demoverze  Allenova atlasu  mozku

„Je to vlastně jen momentka mozku,“ říká  neuroložka Caroline Overlyová, která se na vytvoření Allenova atlasu podílela.

Proměna „momentky“ na „film“ zobrazující změny v aktivitě genů v mozku „od kolébky až po hrob“ se zdá v současné době neuskutečnitelná. Stejně fantasticky ale vyhlížely ještě před pár lety plány na vytvoření Allenova atlasu. Teď jím může na www.brain-map.org listovat každý.