Premium

Získejte všechny články
jen za 89 Kč/měsíc

Nobelisté za fyziologii a medicínu zkoumali mikroRNA, ovlivňuje rakovinu

  11:37aktualizováno  13:33
Ve švédském Stockholmu začalo v pondělí udělování Nobelových cen. Jako první byla vyhlášena cena za fyziologii a lékařství. Získali ji Američané Victor Ambros a Gary Ruvkun.

Vědci ocenění první dvojicí letošních prestižních medailí studovali zvláštní skupinu malých molekul RNA, které hrají klíčovou roli v regulaci genů. Zkoumali malého červa háďátko obecné (Caenorhabditis elegans). Jejich objev je však zásadní pro všechny mnohobuněčné organismy včetně člověka.

Všechny buňky v našem těle obsahují stejnou DNA. Už od pohledu se ale navzájem dost liší. Svalová buňka je jiná než nervová nebo buňka kostní dřeně. Každá plní jiný úkol. Jak je zařízeno, že tyhle různé typy vzniknou ze stejné sady genetických instrukcí? Odpověď leží mimo jiné i v microRNA, označované často také jen jako miRNA.

Přepis DNA

Různé typy buněk v našem těle se od sebe liší konkrétními typy bílkovin, které syntetizují. Například už zmíněná svalová buňka potřebuje ke své práci bílkoviny aktin a myozin. Ty se vůči sobě pohybují. V tomto pohybu spočívá princip svalového stahu.

Pro nervové buňky jsou zase charakteristické proteiny, které slouží jako receptory. Jde o jakési antény na povrchu neuronu. Sedí a čekají, až se k nim přilepí některá z malých molekul zvaných neurotransmitery. Jejich prostřednictvím si buňky předávají zprávy.

Návody na výrobu všech proteinů jsou zapsané v DNA. Její dlouhé vlákno bývá rozdělené na menší porce namotané na bílkovinové kostře. Těmto porcím se říká chromozomy. Buňka si napřed vybere, který protein zrovna potřebuje.

Pak přepíše konkrétní návod na jeho syntézu do krátkého kusu RNA, což je molekula DNA velice podobná. RNA sloužící jako vzor pro výrobu proteinu se říká mRNA. Písmenko „m“ může znamenat buď „messenger (posel)“, nebo „mediátorová“.

Zpracovává ji miniaturní strojek zvaný ribozom. Jedním koncem do něj lezou molekuly mRNA, z druhého vypadávají konkrétní proteiny. Jak si ale buňka vybírá, podle kterých kousků DNA vyrobí mRNA a následně z nich vzniknou proteiny?

Nový způsob regulace

V šedesátých letech minulého století vyšlo najevo, že popsanou funkci plní tzv. transkripční faktory. Jsou to bílkoviny, které se na DNA váží. Určují, které její úseky buňka přepíše do podoby proteinů. Biologové si tak dlouho mysleli, že problém je vyřešen. Victor Ambros a Gary Ruvkun však přišli v roce 1993 s novým dosud neznámým způsobem, jímž buňka umí zařídit stejnou věc. Oba pracovali s oblíbeným modelovým organizmem desetitisíců výzkumníků na celém světě, háďátkem obecným (Caenorhabditis elegans).

Je to drobný červ. Patří do veleúspěšné skupiny hlístic. Stavba jeho těla je ve srovnání s mnoha komplexnějšími živočichy relativně jednoduchá. Skládá zhruba z tisícovky buněk.

Ambros a Ruvkun se zajímali o úseky DNA, které mají na starosti načasování různých genetických programů během vývoje háďátka. Zajímaly je dva mutované kmeny, lin-4 a lin-14. Trpěly totiž vývojovými vadami.

Problémy způsobovaly konkrétní geny, pojmenované stejně jako kmeny háďátek. Ambros už minulosti prokázal, že gen lin-4 snižuje aktivitu genu lin-14. Nevědělo se však, jak to dělá. Výzkumník proto gen dál analyzoval.

Zrcadlový obraz

Vyšlo najevo, že podle něj vzniká krátký úsek RNA. Chyběla mu však poznávací značka, která je potřebná, aby se mohl připojit k ribozomu a posloužit jako vzor k výrobě proteinu. Znamenalo to, že musí činnost genu lin-14 měnit přímo. Logické by bylo očekávat, že lin-4 bude nějak kazit syntézu mRNA podle genu lin-14. Gary Ruvkun však prokázal, že to tak není. RNA vyrobená podle genu lin-4 vypínala až přímo syntézu vlastního proteinu.

Některé její části fungovaly jako zrcadlový obraz mRNA vyrobené za základě genu lin-14. Mohla se na ni navázat a výrobu proteinu tak zablokovat. Ambros a Rovkun si uvědomili, že se dívají na dosud neznámý způsob regulace činnosti genů.

Vědci zveřejnili své objevy ve dvou článcích v časopisu Cell. Ostatní badatele však zpočátku moc nezaujaly. Považovali je totiž za zvláštnost, která se týká jen háďátka C. elegans. V roce 2000 ale Rovkun objevil další microRNA. Vzniká podle genu jménem let-7.

Ten je na rozdíl od genu lin-4 v živočišné říši poměrně běžný. Po tomhle objevu našli biologové víc podobných genů kódujících microRNA. V současnosti je jich jen v našem vlastním genomu známo víc než tisíc. Regulace genů prostřednictvím microRNA je zřejmě v živočišné říši hojně využívaná.

Jemné ladění

Další výzkum se pak zaměřil na fungování jednotlivých genů. Nový regulační mechanizmus může jak snižovat aktivitu konkrétní mRNA v buňce, tak tuto mRNA přímo degradovat. Někdy ji dokonce stříhá na kusy. Jedna microRNA může regulovat víc genů současně. A naopak: jeden konkrétní úsek DNA může být řízen větším počtem molekul microRNA.

Buňka tak má prostředek k jemnému ladění spletité sítě vzájemných vztahů jednotlivých genů. Mechanizmus používaný k produkci microRNA se jí hodí i při obraně proti virům. Bez microRNA se buňky a tkáně nevyvíjí správně.

Studium microRNA proto souvisí i s budoucí léčbou rakoviny. Je známa třeba vzácná porucha genu DICER1, která způsobuje několik různých typů zhoubných nádorů. Vědci už objevili také mutace genů pro microRNA souvisejících se ztrátou sluchu nebo nemocemi kostí a svalů.

 Kč
Autor:
  • Nejčtenější

Podívejte se pod ruce palubnímu inženýru na Tu-154. Letušky stroj nemilovaly

Když si palubní inženýr na letounu Tu-154 musel za letu odskočit, dle přepisů se na jeho místo měl posadit kapitán letadla. I to dokládá, jak důležitá byla práce takzvaných palubáků. Karel Burger...

30. října 2024

Ukázkové přešlapy, které technologické firmy stály miliardy

Od chvíle, kdy Yahoo odmítlo šanci koupit malý startup jménem Google, až po lidské selhání v případě revoluční technologie Theranos. Jak rozhodnutí několika klíčových osob změnila osud...

2. listopadu 2024

Japonci úspěšně otestovali F-35 na své kapesní letadlové lodi. Je už druhá

Premium

Minulý týden přistála na letové palubě lodě japonských sil námořní sebeobrany Kaga stíhačka F-35B americké námořní pěchoty. Na její sesterské lodi už podobný pokus proběhl v roce 2021. Plavidla...

28. října 2024

Visingr: Piloti kamikaze jako váleční hrdinové? Japonci mění pohled na válku

Rozstřel

Před 80 lety byli v bitvě o Filipíny poprvé nasazeni sebevražední japonští letci do bojů druhé světové války. Fenomén kamikaze připomněl v Rozstřelu publicista a vojenský analytik Lukáš Visingr,...

27. října 2024

Prostřelená nádrž či omylem let rychlostí zvuku, vzpomíná inženýr Tupolevu

Premium

Řeknete si, že není možné, aby by se toto všechno stalo jednomu člověku během jediné kariéry. Snad to bylo kombinací zajímavých letounů a podivuhodného období devadesátek. Tyto kuriózní letecké...

3. listopadu 2024

OBRAZEM: Pod kapotou exotické Fujary byly nejdražší motorové lokomotivy ČSD

Dieselelektrické lokomotivy řady T466.0, které lid od dráhy obdařil přezdívkami Pilštyk a Fujara, vyráběly Turčianské strojárne Martin. Zprvu poruchové stroje se postupně umoudřily a v kolektivu...

3. listopadu 2024

Prostřelená nádrž či omylem let rychlostí zvuku, vzpomíná inženýr Tupolevu

Premium

Řeknete si, že není možné, aby by se toto všechno stalo jednomu člověku během jediné kariéry. Snad to bylo kombinací zajímavých letounů a podivuhodného období devadesátek. Tyto kuriózní letecké...

3. listopadu 2024

Jasný příklon k Moskvě, papírová jednota. KSČ před 100 lety vybrala nové vedení

V pražských Holešovicích se před 100 lety konal druhý sjezd KSČ. Byl několikadenní, odehrával se ve dnech 31. října až 4. listopadu 1924. Dominovala mu otázka bolševizace strany a jasný příklon k...

2. listopadu 2024

Velká narozeninová loupež: Co si za 30 sekund vyberete, to bude vaše

Advertorial

Známý prodejce počítačové techniky T.S.BOHEMIA slaví 30 let. K této příležitosti si pro své zákazníky připravil tři narozeninové dárky: bezplatnou dopravu, bezkonkurenční záruku a také Velkou...

2. listopadu 2024

Kate Winsletová se v novém filmu ukázala nahá, břicho zatahovat odmítla

Kate Winsletová (49) 27 let po Titanicu opět ukázala poprsí ve filmu. Tentokrát to bylo kvůli roli americké válečné...

Babišová řekla ano Bartošovi. Je skvělý, že dokáže měnit názory, pochvaluje si

I když ho seriál Devadesátky vynesl na výsluní, jeho současnou televizní reprízu Kryštof Bartoš nesleduje. „Viděl jsem...

Astronomická pokuta. Rusko žádá po Googlu už 2,1 kvintiliardy dolarů

Rusko požaduje po americké společnosti Google uhrazení rekordní pokuty v souvislosti s blokací několika youtubových...

Našli mezeru na trhu. O jejich netradiční výrobky je zájem a zákazníků přibývá

Jitrnice, řízky, steaky, párky, salámy, výpečky, paštiky. Klasický sortiment každé masny, nic nového pod sluncem, nic...

Tatínek mi dohazoval arabské nápadníky, vzpomíná Sára Donutilová

Měla jiné dospívání než její vrstevníci. Otec se k ní choval příliš ochranitelsky. Jenomže jeho výchova byla...