Čtvrtek 16. září 2021, svátek má Ludmila
  • schránka
  • Přihlásit Můj účet
  • Čtvrtek 16. září 2021 Ludmila

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

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:

Dny NATO v Ostravě a Dny Vzdušných sil AČR se budou konat 18. a 19. září. Z důvodu hygienických opatření bude počet návštěvníků omezen na 40 tisíc pro každý den. Ke vstupu je nutné si zakoupit vstupenku vázanou na jméno.

Poprvé se v Ostravě představí nová americká stíhačka F-35A Lightning II, dále se návštěvníci mohou těšit na transportní letouny A400M Atlas, druhoválečný stroj Douglas C-47 Dakota nebo bezpilotní letoun MQ-9 Reaper.

  • Nejčtenější

Jaderný „drobek“ měl ničit strategické cíle v USA, později letadlové lodě

Velikost řízených střel byla daná požadavky na dolet, tedy množství paliva v nádržích, velikostí bojové hlavice a...

Nový nadzvukový letoun nejspíš Česku dodají Švédové nebo Američané

Z utajovaného procesu výběru nového nadzvukového letounu pro české letectvo unikly první zásadní informace naznačující,...

Tady se mělo umírat a ne bydlet. Vojenský bunkr místo chaty přesto láká

Ministerstvo obrany již řadu let nabízí zájemcům k prodeji takzvané řopíky neboli bunkry lehkého opevnění, které měly...

Sedm signálů, že se vám do počítače naboural hacker

Máte nepříjemný pocit, že ve vašem počítači či v zařízení, které je připojené k internetu, není něco v pořádku?...

{NADPIS reklamního článku dlouhý přes dva řádky}

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

Čtyři rady, jak pečovat o baterii notebooku, aby vydržela co nejdéle

Uživatelé notebooků se obvykle o baterii příliš nestarají. Pravdou je, že všechny baterie se časem opotřebovávají, ale...

Nesmysly o inflaci v Česku. Znovu bude nízká, uvidíte, tvrdí ekonom Michl

Premium ČSÚ zveřejnil, že inflace je nejvyšší od roku 2008, 4,1 %. Hned v pátek jsem k tomu vydal v MF DNES článek „Nebojte se...

Chci přidat 20 tisíc. Generaci Z kuráž nechybí, s trpělivostí už je to horší

Premium Sedmatřicetiletý Libor vede pobočku banky v krajském městě. Za poslední měsíce přijal několik mladých lidí, dvacátníků...

Hladovění je to nejlepší, co pro sebe lidé mohou udělat, říká neurolog

Jde o největší problém současné medicíny, a to bez ohledu na covid-19 - Alzheimerova nemoc, nejčastější typ demence....

  • Další z rubriky

Po dopadu planetky, která vyhubila dinosaury, vzniklo nadzvukové tornádo

Před šedesáti šesti miliony let se srazila Země s planetkou, což mělo za následek vyhynutí neptačích dinosaurů. Nově...

Z fosilních kmenů vědci zjistili, že dinosauři asi vyhynuli koncem jara

Lokalita z americké Severní Dakoty, pojmenovaná „Tanis“ podle egyptského města z filmu Indiana Jones a dobyvatelé...

Budoucnost běhání je v 3D tisku. Toto jsou tenisky, které vám pomohou zrychlit

Advertorial Už několik let směřování světa módy a designu určují nejnovější technologie včetně 3D tisku. Posledním kouskem, který...

STO OBJEVŮ: Psychoanalýza se stala zaklínadlem minulého století

Seriál To slovo se stalo ve 20. století takřka zaklínadlem: psychoanalýza. Máloco tak významně zasáhlo myšlení minulého...

Fajnpark v Chlumci nad Cidlinou: Zábavní park plný atrakcí, zvířat i dinosaurů
Fajnpark v Chlumci nad Cidlinou: Zábavní park plný atrakcí, zvířat i dinosaurů

Pokud budete mít cestu do Chlumce nad Cidlinou nebo jen pojedete okolo, zastavte se s dětmi v zábavném rodinném Fajnparku, který se rozkládá v...

Poslední sbohem Belmondovi. Na obřad dorazil Alain Delon i Pierre Richard

Po čtvrtečním pietním ceremoniálu v pařížské Invalidovně se Francie definitivně rozloučila s Jeanem-Paulem Belmondem....

Začalo to jako chřipka, pak vzal Tereze meningokok nohy a zničil ledviny

Před čtyřmi lety si Tereza myslela, že nastydla na kole. Jenže druhý den už ležela na JIP a kvůli meningokokové infekci...

Žena nemá žádné kamarádky, aby nesváděla svou postavou jejich partnery

Sedmadvacetiletá Moriah Millsová z Georgie se živí jako modelka a na své křivky je velmi hrdá. Nepodstoupila údajně...

Když dva jsou málo. 5 pravd o sexu ve třech, které vám zatím nikdo neřekl

Premium Sex ve třech. Někdy o něm snil kdekdo z nás. Pojďme ovšem pohlédnout pravdě do očí. Pokud do své ložnice přizvete další...

Klamala ministry, investory i sebe sama. Srdcová královna byznysu čelí soudu

Ve Spojených státech začal soud s Elizabeth Holmesovou. Vkládali do ní naději bývalí američtí ministři i ostřílení...