Maličké kousky ribonukleové kyseliny (RNA) slouží v buňkách rostlin a živočichů jako významné regulátory genů.

V pohádce o Zlatovlásce zazněla myšlenka, že to co jíme není  jen „materiál“, ale že jde o informaci, která nás něčemu naučí. S tím co Erben zamýšlel jen pro ty nejmenší, Chen-Yu Zhang přednáší vědecké komunitě. Je zván jako hlavní přednášející na ty nejprestižnější vědecké konference aby pohovořil o svých výsledcích s mikroRNA. To jsou molekuly ribonukleové kyseliny o délce 19 - 24 nukleotidů. Je to třída molekul, které nekódují žádné proteiny a dlouho se myslelo, že jde jen o zbytky delších úseků RNA, které byly funkční, ale opotřebovaly se a teď jsou nepotřebným odpadem, kterého se buňka ještě nedokázala zbavit. Ukázalo se ale, že všechno je jinak a tyto kousky genetického materiálu dokážou s funkcemi v buňkách opravdu zásadním způsobem zatočit. MikroRNA to dělá tak, že se váže na messenger RNA (poslíčka přenášejícího informaci z jaderné DNA) a tím blokuje převod příkazu a tvorbu příslušného proteinu, enzymu,... Tento proces umlčování genů se nazývá RNA interference.  Dnes již víme, že v krvi a tělní plazmě savců se mikroRNA (miRNA) vyskytuje v hojné míře a že se tam dostává z tkání a buněk. Dokonce se již tyto molekuly uměle vyrábějí a využívají se jako nová třída biomarkerů ke sledování průběhu nemocí. Jde o signální molekuly mezibuněčné komunikace a tak se jimi již i léčí –  blokují se například geny choroboplodných zárodků nebo se utlumují geny ve „zblázněných“ rakovinných buňkách.

Nyní přichází další zjištění o němž lze říci, že je poněkud překvapivé –  nejenže v séru a tkáních zvířat jsou miRNA běžně přítomny, protože si je buňky jejich těl tvoří, ale že v tělech živočichů kolují i molekuly RNA z rostlin, do jejich tkání se dostaly dostaly "přes ústa“. Jednou z takových molekul pronikajících do krve z potravy je MIR168a. Ve větší míře jí tvoří rostlinky rýže a tak není divu, že i ji mají v krvi hodně i její jedlíci. Když vědci chtěli zjistit, zda tato cizí RNA může něco dělat v tělech živočichů, hned po prvních pokusech žasli. MIR168a se váže jak na lidskou, tak i myší mesengerovou RNA. Konkrétně na tu její část, která má na starosti přenos informace a správnou funkci receptorových proteinů pro LDL (lipoprotein s nízkou hustotou). Ten přenáší v krvi tuky, zejména cholesterol a jeho vysoká koncentrace je spojena s  urychlením vzniku aterosklerózy.  Nyní se ukázalo, že po navázání cizí (rostlinné miRNA) molekuly na živočišnou RNA, se snižuje síla signálu vysílaného do jater prostřednictvím zhoršení funkce příslušných receptorů. Rostliny (nejde totiž jen o rýži, stejné kousky účinné RNA produkují i některé další plodiny), dokážou zhoršit u živočichů schopnost odstraňovat LDL z plazmy. Jestli se rostlinám daří účinně ovlivňovat funkci živočišných genů, potom s jistou dávkou nadsázky lze říci, že nejsou takovými „hlupáky“, za jaké jsme je měli. Naše představy o dědičnosti se znovu ukázaly být značně děravé a je potřeba je poopravit. Pro rostliny zřejmě není zatěžko sestavit genetickou informaci, kterou nám savcům podsunou a zregulují tím činnost genů. Asi půjde o náhodu v podobnosti molekul, které shodou okolností jsou funkční u jak rostlin, tak u živočichů, ale dělá to dojem, jakoby si rostliny prostřednictvím informace zapsané v krátkých úsecích RNA pohrávaly s našimi fyziologickými funkcemi, jak se jim zachce.

Jednoduchá šroubovice RNA může žít pěkně složitým životem. Toto informační poselství vytvoří rostlina ale její účinek se projeví až zprostředkovaně přes genetický kód u jedlíka.

Nový objev i jeho interpretace je pochopitelně velmi provokativní, protože se asi nebude jednat o výjimku a brzo budeme číst o dalších takových účincích „rostlinných genů“ na živočichy. A co rostlina, to možná trochu jiné ovlivňování zcela jiných genů a vlastností - podle specifické konkrétní sekvence mikroRNA, kterou sestaví a pošle se svými tkáněmi dál do světa.

Co všechno nový nález znamená?
1. Výrazně rozšířil dosavadní představy o funkci miRNA
2. Poznatek bude mít dalekosáhlé důsledky v oblasti lidského zdraví a metabolismu.
3. Vnáší změnu do chápání vztahu rostlina - zvíře. Ale také na koevoluci kořisti a jejího predátora ve vztahu živočich - živočich.
4. miRNA se tak možná stane sedmou "živinou" (stávajícími jsou: voda, proteiny, tuky, sacharidy, vitamíny a minerální látky)
5. Poskytuje zcela novou představu mechanismu vývoje metabolických poruch.
6. miRNA by mohly objasnit účinky tradiční (například čínské bylinné medicíny).

Je obtížné si nyní představit k čemu všemu tento poznatek využijeme. Jsme na prahu nové experimentální oblasti, která teprve bude zkoumat co konzumace malých RNA se zvířaty bude provádět a z jakých genů tímto způsobem půjde dělat nadmíru pracující nebo lenochy. Tím se zásadně změnila představa o genetickém inženýrství rostlin pomocí technologie RNA interference. Rozšíří se také oblast budoucích terapií, které budou bezbolestné a účinné látky půjde získávat levně, protože je půjde tvořit v gmo rostlinách.

Ještě nedávno jsme si představovali, že přečtením genomů budeme znát skoro všechno a genetici namyšleně troubili do světa „Řekni mi jaké máš geny a já ti řeknu co jsi“.  Teď budou muset dodávat: „Řekni mi co jíš a já ti řeknu jaký jsi“.
Člověku je až zatěžko si představit kam až by to mohlo zajít. Informace nemusíme vstřebávat ušima a očima, jde to i „přes jícen“.  Jen aby někoho nenapadlo, že prostředí v žaludku je nešetrné a že přesnějšího dávkování informací by šlo docílit z opačné strany...

MikroRNA dokáže zablokovat tvorbu proteinů

Prameny:
Nanjing University School of Life Sciences News
Zhang a kol.: " Exogenous plant MIR168a specifically targets mammalian LDLRAP1: an evidence of cross-kingdom regulation by microRNA " Publishing on Cell Research, September 20, 2011.