Pracovníci Lékařské fakulty v Plzni, zabývající se epigenetikou pohlavních buněk a embryí. V popředí prof. Milena Králíčková, senior leader Laboratoře reprodukční medicíny. Plzeňská Lékařská fakulta je jedním z pracovišť, kde se o sirtuinu dozvíte nejvíce nad sklenicí vína.

Epigenetika již nějakou dobu zaměstnává vědce po celém světě. Jako nástroj, který modifikací DNA reguluje její stabilitu a nakonec i genovou expresi, vzrušuje biology zaměřené na výzkum rakoviny, embryology, reprodukční biology a samozřejmě lékaře. Epigenetika však nepostihuje jen samotnou DNA, ale také bílkovinné špulky, histony, okolo kterých je dvoušroubovice DNA v buněčném jádře omotaná.

Zeleně značený sirtuin v jednobuněčné zygotě, exkluzivně se vyskytující poblíž chromatinu. Pravděpodobně tam zrovna moduluje histonový kód…

To, že není histon jako histon, už nějakou dobu víme – tak se můžeme setkat hned se čtyřmi typy histonů a s desítkami jejich sestřihových (splicing) variant. Jako by to toho nebylo málo, přichází do hry post-translační modifikace histonů, tedy změny přicházející až po jejich syntéze a odehrávající se kdesi v jádře. Již známé molekuly, které velmi citelně histony modifikují, patří metylová či acetylová skupina, vyvolávající metylaci anebo acetylaci histonů. Důležitým předpokladem takových modifikací je přítomnost aminokyseliny lysin v řetězci histonu. Ovšem ani pouhá přítomnost histonů nestačí, protože o konečném efektu metylace a acetylace rozhoduje pořadí lysinu, který je takto stižen. Možných kombinací metylace a acetylace jednotlivých histonů je tedy nepřeberné množství, a tak se pro takový zmatek uchytilo označení „histonový kód“. Jeho studium nápadně připomíná luštění rébusu.

…aby se ze zygoty po několika dnech vytvořila učebnicová blastocysta s dostatečným počtem buněk (jejich jádra značená modře).

Epigenetické změny nás stíhají na každém kroku. Za našeho života jsme vystaveni celé řadě vlivů, které se na epigenetice každé naší buňky podepíšou. Může to být znečištěné životní prostředí, ale také příznivě působící dieta. Dokonce se tyto změny stávají součástí jakési epigenetické paměti a předávají se prostřednictvím pohlavních buněk do další generace. Vlivy, které epigenetiku mění, mohou ale mnohdy přicházet velmi záhy – sice už ve chvíli, kterou si nikdo z nás nepamatuje, protože jsme byli jednobuněčným embryem, zygotou, jen několik hodin po oplození.

K čemu však vedou epigenetické změny v embryu? Mohou být pozitivní? Pokud ano, jak vypadají právě pozitivní změny? Odpověď na některé tyto otázky přináší nově publikovaná práce vědeckého týmu Lékařské fakulty v Plzni a Výzkumného ústavu živočišné výroby v Praze. Badatelé ve spolupráci s kolegy z University of Missouri a korejské Chonbuk University dospěli k závěru, že patřičná změna histonů v zygotě, sice ve prospěch metylace, doprovází úspěšnější embryonální vývoj!

Reprodukce v laboratořích vypadá jinak, než ta přirozená. Patrně i proto se embrya v laboratořích potýkají s problémy, se kterými by mohl pomoct právě sirtuin a sirtuinem modulovaný histonový kód.

Protože je celá historie kolem histonového kódu značně zamotaná, vyvstává otázka, čím je histonový kód regulován; jen tak totiž dokážeme cíleně navodit změny histonového kódu, které jsou pro úspěch embrya užitečné. Výzkumníci Lékařské fakulty měli spadeno na protein zvaný sirtuin. Ten není ve světě vědy žádným nováčkem a stojí např. za kouzlem tzv. francouzského paradoxu, který je tak často používaný pro obhajobu konzumace červeného vína. „A možná že nad vínem přišla řeč na sirtuin, abychom ho hned druhý den vyzkoušeli v laboratoři“, říká první autorka studia Kateřina Adámková, tehdejší studentka reprodukční biologie, dnes šťastná maminka.

Pracoviště a kontakt na autora.

Můžeme snad obdobu francouzského paradoxu sledovat v embryích? Budou naše embrya hezká a sexy poté, co zaktivujeme jejich sirtuiny? Všechno nasvědčuje tomu, že sirtuin je jednou z cest k úspěchu. Poznatky by mohly zajímat právě lékaře, kteří se snaží pomáhat neplodným párům v jejich snažení asistovanou reprodukcí. „Asistence“ nejčastěji spočívá v in vitro oplození a právě v následné kultivaci embryí. Ne všechna embrya jsou však vhodná pro přenos do těla matky, a tak se úspěch léčby neplodnosti odvíjí od úspěšné kultivace embryí. Reprodukční biologové jsou tak silně motivováni k hledání způsobu, kterým by laboratorní podmínky udělali pro embrya pohostinnější. Vše nasvědčuje tomu, že sirtuin by mohl být jedním z klíčů k histonovému kódu.