Waltham (USA) - Pohled na to, kde leží původ našeho lidství. I způsob, jak lépe pochopit některé z dějů, stojících za proměnou zdravé buňky v rakovinnou.
To všechno vědcům umožňuje nový systém, pomocí něhož lze sledovat průběh jednoho ze základních dějů v buňce, který probíhá na půl cesty mezi DNA - kódem - a bílkovinou - projevem daného genu.
Jedná se o takzvaný sestřih mRNA, který posléze slouží jako "posel" vynášející část dědičné informace z jádra k dalšímu zpracování.
Na vývoji tohoto systému se podílely tři laboratoře, výsledek přišel až po pěti letech úsilí a na svých stránkách ho publikoval časopis Science.
Na cestě od genu k bílkovině
Sestřih molekuly, z níž posléze vzniká mRNA, je velmi důležitým krokem na cestě mezi genem a jeho projevem - bílkovinou. Dochází během něj k vystřižení "balastních" úseků (tzv. intronů), nekódujících žádnou část dané bílkoviny.
Současně se jedná o proces zodpovědný za velkou rozmanitost bílkovin, vznikajících z relativně malého počtu genů. Sestřih spoluurčuje, co vlastně z dané buňky bude a jakým směrem se bude vyvíjet.
Alternativním sestřihem pak prochází více jak 95 % lidských genů.
Tajemství rozmanitosti
Nahlédnutí do těchto dějů a jejich průběhu nejenže může pomoci pochopit onemocnění spojená s chybami v tomto procesu, ale zároveň nám umožňuje blíže zkoumat i to, co z nás v základě dělá lidmi.
Vzhledem k tomu, jak moc se naše genomy podobají genomům našich nejbližších příbuzných, je očividné, že za naše rozdíly jsou zodpovědné právě děje probíhající poté, co se gen přepíše do RNA.
"Laserové divadlo" o dvou hercích
K odhalení mechanismu tohoto děje byly jednotlivé součásti sestřihového komplexu (tzv. spliceosomu) označeny fluorescentními barvami. Pomocí laseru pak výzkumníci jednotlivé barvy "rozsvítili", a mohli tak podrobně sledovat průběh sestřihu.
David Staněk z Ústavu molekulární genetiky Akademie věd ČR, který se problematikou RNA-sestřihu zabývá, shrnuje publikované výsledky takto: "Použitý systém, který kombinuje biochemické a genetické přístupy s pokročilými mikroskopickými technikami, umožňuje sledovat doslova v přímém přenosu jednu z nejsložitějších chemických reakcí probíhající v buňce - RNA sestřih."
Vědcům se podle něj "podařilo sledovat, jak se jednotlivé molekuly, které tuto reakci katalyzují, skládají a jak reakce probíhá".
"Umožňuje nám to nahlédnout do molekulární podstaty jednoho z klíčových dějů, kterými buňky dekódují genetické informace uložené v jejich DNA," shrnuje David Staněk.
Obousměrná cesta
Zajímavé je zjištění, že skládání sestřihového komplexu je postupné, přičemž každý krok je vratný a žádný přímo neurčuje, jak celá reakce nakonec proběhne - to je důležité zejména pro pochopení mechanismu, kterým probíhá alternativní sestřih a kdy vznikají různé formy jedné bílkoviny.
Toho buňka využívá, potřebuje-li produkovat bílkoviny typické pro tkáň, jejíž je součástí.
Publikovaná studie je výsledkem spolupráce tří skupin, z nichž každá se zabývá trochu jinými aspekty sestřihu.
Laboratoř Jeffa Gellese z oddělení biochemie na Brandeis University se podílela na vývoji multi-laserového zobrazovacího systému, Melissa J. Moore z oddělení biochemie a molekulární farmakologie se spolu s členy laboratoře Virginie Cornishové z oddělení chemie na Columbia University postarala o vývoj speciálních barev, kterými se jednotlivé jednotky označovaly.
Máte připomínky k tomuto článku, případně k fungování celé rubriky Věda na Aktuálně.cz? Máte náměty a tipy na článek? Zajímají vás výsledky základního výzkumu a chtěli byste se tu o nich dočíst? Napište nám!
