Čtvrtek 1. října 2020, svátek má Igor
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 1. října 2020 Igor

Strach je dědičný, ukazuje pokus. Jak přesně a co jiného se dědí?

aktualizováno 
Jeden z nejzajímavějších vědeckých objevů roku 2013 byl objev dědičného strachu u myší. Biologové nejen díky němu pronikají do tajů zvláštního druhu dědičnosti, který není zapsán písmeny genetického kódu v DNA.

Strach není jen nakažlivý, ale i dědičný, naznačují výzkumy | foto: Profimedia.cz

V laboratoři Kerryho Resslera vládne strach z vůně acetofenonu. Fobie z chemikálie vonící po třešních a mandlích je však rozšířená jen mezi laboratorními myšmi. Mnohé z nich se kupodivu s acetofenonem nikdy nepotkaly. Averzi k chemikálii zdědily po rodičích, u kterých Ressler společně s Brianem Diazem vypěstovali strach z acetofenonu v experimentech, jaké podnikal už na konci 19. století ruský fyziolog Ivan Petrovič Pavlov.

Oba biologové nechávali v laboratořích Emory University v americké Atlantě čichat myšky acetofenon a přitom uštědřovali zvířatům slabé elektrické šoky do tlapek. Netrvalo dlouho a myšky tuhly strachem i bez elektrošoků. Stačilo, aby ucítily vůni chemikálie.

Vlastní pokus Resslera a Diaze začal až ve chvíli, kdy myši s vypěstovaným strachem z acetofenonu zplodily potomstvo. Vědci si dávali pozor, aby se malé myšky s touto chemikálií náhodou někde nepotkaly. Když je konečně vystavili účinku acetofenonu, pečlivě sledovali reakci zvířat. Myši se vůně bály. Tuhly strachem, i když nikdy předtím acetofenon neucítily a nikdy v životě nedostaly jediný elektrický šok. Zdědily strach, který vědci vypěstovali u jejich rodičů.

Ressler a Diaz zaznamenali zděděný strach dokonce i u vnoučat myší, které se naučily obávat acetofenonu. Strach se tedy dědil přinejmenším po dvě generace. Obava z vůně se projevila dokonce i u potomků, kteří byli zplozeni ve zkumavce z vajíček vystrašených samic a spermií vystrašených samců.

U myší, které se bály acetofenonu, i u jejich potomků byly patrné změny v těch částech mozku, které jsou zodpovědné za rozeznávání vůní a pachů. Narostlo jim více neuronů, jež jsou vybaveny k zachycení tohoto pachového signálu. Myši s vypěstovaným strachem a jejich potomci měli rovněž zvětšenou tu část mozku, která je zodpovědná za zpracování pachového signálu a přenos této informace do jiných částí mozku, například do centra, kde se rodí pocit strachu.

Rozpaky nad mechanismem

Výsledky experimentů Resslera a Diaze, publikované v předním vědeckém časopise Nature Neuroscience, vzbudily mezi odborníky velký zájem a rozporuplné reakce. "Nejčastější reakce byly typu: Skvělé! Ale jaký mechanismus je za to, sakra, zodpovědný?," shrnuje odezvu odborné veřejnosti Brian Diaz.

Ressler s Diazem jsou přesvědčeni, že se za překvapivou dědičností vypěstovaného strachu skrývá tzv. epigenetická dědičnost. Ta není zapsána písmeny genetického kódu přímo v dvojité šroubovici DNA, ale na jejím povrchu. V reakci na změny v prostředí mohou buňky dvojitou šroubovici obalit mnoha různými molekulami, nebo ji naopak těchto "obalů" zbavit. Podle toho, jak je dané místo DNA obaleno, vyvíjejí v něm uložené geny vyšší, nebo nižší aktivitu. To se může v konečném důsledku projevit změnou funkce buněk, tkání, orgánů i celého organismu.

Dobře se rozmyslete, dámy. Který gen chcete přepsat?

Bojíte se?

Epigenetické změny dědičné informace jsou základním mechanismem, který zajišťuje vývoj jakéhokoliv organismu. Všechny buňky mají totožnou dědičnou informaci, a přesto se v rostlině liší buňky listu od buněk na špičce kořene a v těle živočicha se nacházejí tak různorodé buňky, jako jsou třeba neurony a krvinky. Vzhled i schopnosti buněk určuje způsob, jakým mají zabaleny a rozbaleny vybrané úseky dvojité šroubovice DNA.

Pohlavní buňky jsou schopny v závislosti na vnějších podmínkách "přebalit" svou dědičnou informaci tak, aby zplození potomci přišli na svět připraveni na nejrůznější úskalí. Tento typ dědičnosti přinášel pozemským organismům po miliony let řadu výhod. Člověku dnes zřejmě nastavuje i svou odvrácenou tvář. Naznačují to pokusy na laboratorních zvířatech.

Pokud například potkan konzumuje vysokokalorickou potravu, pak ztloustne a projeví se u něj zdravotní potíže spojené s obezitou. Za tyto změny jsou v jeho organismu zodpovědné změny v aktivitě řady genů vyvolané "přebalením" DNA v tkáních. Podobně jsou přebaleny i odpovídající úseky DNA v pohlavních buňkách potkana. Jeho potomci jsou proto zvýšeně náchylní k obezitě a civilizačním chorobám, i když konzumují přiměřená množství normální potravy, mají dostatek pohybu a i jinak vedou "zdravý život". V tkáních těchto potomků lze prokázat podobně změněnou aktivitu genů, jaké dosáhli jejich rodiče přejídáním vysokokalorickou potravou.

Pokud se stejný mechanismus uplatňuje i u lidí, pak by se sklon k obezitě mohl přenášet z generace na generaci jako jakýsi "dědičný hřích". Pykali bychom nejen za vlastní nezřízený život, ale dokonce i za nezřízený život našich předků. A na náš nezdravý životní styl by doplácely naše děti a vnoučata.

Epigenetika a chování

Ressler a Diaz jsou přesvědčeni, že podobně se z jedné generace laboratorních myší na druhou přenáší i dědičný strach z acetofenonu. Vypěstovaný strach z vůně této chemikálie ovlivní obal DNA v pohlavních buňkách a to pak pozmění aktivitu genů potomků tak, že se i u nich rozvine strach z acetofenonu. Řada vědců však toto vysvětlení odmítá.

Například Timothy Bestor z newyorské Columbia University je přesvědčen, že gen, s jehož pomocí myši zaznamenávají pach acetofenon, není uzpůsoben k tomu, aby byl na příslušných místech patřičně obalen, a tím se změnila jeho aktivita.

Kerryho Resslera přivedl k pokusům, jimiž prokázal dědičnost vypěstovaného strachu, zájem o problémové chování obyvatel chudinských čtvrtí. Drogy, alkohol, kriminalita, duševní poruchy jako kdyby tu přecházely z rodičů na děti.

"Existuje spousta konkrétních příkladů, ze kterých lze usuzovat, že se rizika těchto problémů přenášejí z jedné generace na druhou a že pro tyto lidi je velmi těžké se z tohoto začarovaného kruhu vymanit," říká Ressler.

Americký biolog je přesvědčen, že i tady vstupují do hry epigenetické změny na povrchu dvojité šroubovice DNA. Ve spermiích narkomana závislého na heroinu může být povrch dědičné informace pozměněn tak, že to jím zplozené potomky popohání do náruče drogové závislosti. Potvrdit, nebo vyvrátit tato podezření výzkumem přímo mezi obyvateli chudinských čtvrtí je prakticky nemožné. Proto zůstává Ressler i nadále u laboratorních myší. Zajímá ho například, u kolika následných generací se strach z acetofenonu projeví.

Špatně a dobře zabalené geny

Zatímco nad epigenetickou dědičností naučeného chování u lidí se stále vznáší velký otazník, v jiných aspektech lidského života už máme o roli epigenetických změn mnohem jasněji. Kromě jiného se významně podílejí na procesu stárnutí. Ukazuje se, že s postupujícím věkem vyklouzávají geny ze sevření epigenetické kontroly a to vážně narušuje souhru genů v buňce. V konečném důsledku to má za následek špatnou funkci buněk, jejich smrt či nádorové bujení.

Stářím pozměněné obalení DNA se může zřejmě přenášet i na další pokolení. Naznačují to pokusy na myších, jejichž výsledky byly zatím prezentovány na kongresu American College of Neuropsychopharmacology, konaném počátkem prosince 2013 ve floridském Hollywoodu. Spolupracovnice Timothyho Bestora Maria Milekicová z newyorské Columbia University tam prezentovala výsledky studie, ve které prokázala, že se starým myšákům "probouzejí" geny, jež by měly ve zdravé tkáni "spát" a nevykazovat žádnou aktivitu.

Odběr vzorků DNA dvojčat pro genetický výzkum

Odběr vzorků DNA dvojčat pro genetický výzkum

Je to důsledek změny v "obalu" DNA. Špatně "obalená" je i DNA ve spermiích starých myšáků. Potomci starých otců toto nevhodné "obalení" DNA dědí. Zároveň dědí i nevhodnou aktivitu genů a v důsledku toho vykazují některé poruchy chování. Milekicová se domnívá, že podobným mechanismem lze vysvětlit již dlouho známou skutečnost, že děti otců starších než 45 let čelí dvakrát vyššímu riziku propuknutí schizofrenie a až pětkrát zvýšenému riziku autismu.

Epigenetika se podílí i na vzniku rakoviny. Na počátku vzniku zhoubných nádorů stojí většinou poškození samotné dvojité šroubovice DNA. Byly však odhaleny nádory, jejichž buňky mají dvojitou šroubovici DNA nenarušenou a zběsilé množení buněk je u nich poháněno epigenetickými změnami na povrchu dvojité šroubovice.

Epigenetickými změnami, jež se postupně hromadí během života, vysvětlují lékaři i případy, kdy jedno z jednovaječných dvojčat onemocní chorobou, pro kterou existují významné dědičné dispozice, a druhé dvojče zůstane zdravé. Náchylnost k chorobě zřejmě nemají dvojčata vepsánu přímo do DNA, protože ta je u obou totožná. Vlivem odlišných životních podmínek i životosprávy však dochází u každého z nich k rozdílnému "obalení" některých úseků DNA a následně se liší obě dvojčata i aktivitou některých genů. U jednoho se podaří udržet geny v potřebné souhře. U druhého se tato souhra naruší a výsledkem je onemocnění.

Nedávno se švédským vědcům podařilo prokázat, že takové nevhodné "obalení" genů nastává u kuřáků. Mnohé z následků kouření, jako je narušená imunita, snížená kvalita spermií, ale i dobře známé silně zvýšené riziko zhoubných nádorů, jsou z významné části způsobeny změnou aktivity genů v důsledku epigenetických změn navozených látkami z tabákového kouře.

Epigenetika nám i budoucím

Existence epigenetické dědičnosti je veřejností často vnímána jako znepokojivý fenomén, který bourá zažité představy o tom, jak funguje dědičná informace. Zpočátku byla i odmítána, protože vznikal mylný dojem, že jde o návrat překonaných evolučních teorií Jeana-Baptista Lamarcka.

Epigenetiku bychom však měli vnímat především jako důraznou připomínku skutečnosti, že naše dědičná informace není "kniha osudu", kde máme jednou provždy vepsáno, co nás čeká a co nás nemine. Vliv genů na náš život je významný a neoddiskutovatelný.

Jaroslav Petr

Je vzděláním biolog. Pracuje jako vedoucí výzkumný pracovník ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Praze-Uhříněvsi, kde se zabývá reprodukční biologií a biotechnologiemi hospodářských zvířat. Přednáší externě na České zemědělské universitě v Praze a dalších institucích. Je také dlouholetým popularizátorem vědy. Píše například pro Lidové noviny, časopis Vesmír i server Osel.cz.

Ale na druhé straně máme prostřednictvím epigenetických změn vlastní dědičnou informaci do určité míry pod kontrolou. Je jen na nás, jestli si zdravou životosprávou udržíme "obaly" dvojitých šroubovic v dobré kondici, nebo jestli si například kouřením nebo konzumací vysokokalorických potravin dědičnou informaci "přebalíme" takovým způsobem, že nás to významně postrčí k nejrůznějším civilizačním chorobám.

Je stále jasnější, že nevhodné epigenetické "přebalení" neodneseme sami, ale že může padnout na hlavy našich dětí, vnuků a zřejmě i dalších generací. Pokud mají pravdu Kerry Ressler a Brian Diaz, pak můžeme předávat dětem a vnoučatům dokonce i obavy a strachy.

Autor:
  • Nejčtenější

Překvapivé simulace: Roušky a respirátory chrání lépe, než byste řekli

Jak pomáhá ochrana obličeje zastavit šíření epidemie? Lépe, než by se na první pohled zdálo. Lidé totiž často...

KOMENTÁŘ: Za kostku cukru se necháme sledovat, ale z eRoušky se panikaří

Aplikaci eRouška si zatím nainstalovalo přes 400 000 lidí. Je pro mne nepochopitelné, proč to číslo není o nulu delší....

Exponenciální růst mate i experty. Vyzkoušejte si, čím je tak nebezpečný

S nárůstem infekcí covid-19 se v Česku znovu mluví o exponenciálním růstu. A řada lidí – včetně expertů – toto spojení...

Je to taghle zprávňe? Skotská wikipedie má neuvěřitelný problém

Poněkud přeexponovaný vtípek nešťastně snaživého grafomana, nebo rafinovaná ukázka kulturního vandalismu? Případ...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

{POPISEK reklamního článku, také dlouhý přes dva a možná dokonce až tři řádky, končící na tři tečky...}

Brzdili, až od motorů létaly plameny. Největší letecký únos všech dob

Pět letadel, více než desítka únosců a jedno pouštní letiště . Před 50 lety členové palestinské teroristické organizace...

Nebezpečná místa Česka: pražské hlavní nádraží. Třicet let zde vládne podsvětí

Premium Reportéři MF DNES mapují místa, která podle statistik nejsou výjimečně nebezpečná. Ve skutečnosti jde o no-go zóny,...

Populární zážehové motory ztrácí na spolehlivosti, problémy začínají u oleje

Premium Po letech převahy dieselů se pozornost obrací k zážehovým motorům, o kterých se říká, že jejich údržba je méně...

Unikátní analýza čtyř tisíc hypoték: zjištění jsou mnohdy překvapivá

Premium Hypoteční trh zlevňuje a trhá rekordy. Jaká je ale realita při poskytování hypotečních úvěrů? Jak rychle je lze získat,...

  • Další z rubriky

STO OBJEVŮ: Cestu od tlakového hrnce k parnímu stroji lemovaly výbuchy

Seriál Byla to dlouhá cesta od Papina k Wattovi, než lidem začal spolehlivě sloužit parní stroj. S čím vším se parní...

Sinice v brnění by mohly zbavit vodu jedů, s nimiž si čističky neporadí

Vědci předvedli, že polovodičovým obalem zakryté sinice mohou představovat účinný a snad i levný způsob, jak vodu...

Počet úmrtí bude stoupat. Podívejte se, jaké měla křivka zpoždění jinde

Počet úmrtí s nemocí covid-19 u nás poroste. Byť ještě není jasné o kolik. Příklady z jiných zemí jasně ukazují, že...

STO OBJEVŮ: Milovaná podprsenka přinesla revoluci v dámském prádle

Seriál Přinejmenším dvě dámy by se mohly soudit o vynález podprsenky. Vyhrála by Herminie Cadolle s nápadem uvedeným v roce...

Herec Petr Čtvrtníček se nakazil koronavirem, leží v nemocnici na JIP

Herec Petr Čtvrtníček (56) skončil kvůli covidu-19 v nemocnici. Minulý týden měl pozitivní testy, a když se mu...

Chci se více věnovat ženě, v plánu je i založení rodiny, říká Adam Vojtěch

Bývalý ministr zdravotnictví Adam Vojtěch (33) se po odchodu z funkce těší na chvilky strávené s přáteli a s manželkou...

Herečka Veronika Arichteva je maminkou. Syna rodila patnáct hodin

Herečka Veronika Arichteva (34) se na sociálních sítích pochlubila, že je od úterý maminkou. S režisérem Biserem...

Čtvrtníček z nemocnice vtipkuje. Mluví o dýchání i pohlavní nemoci

Herec Petr Čtvrtníček (56) sice kvůli těžšímu průběhu covidu-19 musel do nemocnice, humor ho ovšem neopouští. Svým...

Na Tinderu jsem se nestačila divit, popisuje redaktorka seznamování

Seznamovací aplikace využívá devětapadesát procent Čechů. A to už je dost na to, aby nám dokázaly pěkně zamíchat...