Prionům vděčíme za šílenost i dobrý mok  
Priony známe jako nevhodně poskládané, „zašmodrchané” proteiny, které jsou příčinou nemoci šílených krav a Creutzfeldt–Jakobovy choroby u lidí. Kvasinkám jsou zřejmě prospěšné, neboť jim pomáhají přežít „zlé časy”. Zdá se, že vědci tímto objevem kápli na prospěšnost prionů v měnících se podmínkách životního prostředí a na to, jaký evoluční mechanismus je udržuje ve hře.ˇ


 

U živočichů priony způsobují smrtelná onemocnění.

Priony mají zlou reputaci. Většinou nás při jejich vyslovení napadne BSE (nemoc šílených krav), jíž jen v samotné Velké Británii padlo za oběť více než 100 000 krav a jež se jako smrtelné onemocnění šíří i na lidi. Lidských obětí je již prokázáno více než dvě sta.  Infekčním agens u těchto nemocí je prion. Je to nevhodně poskládaný protein, označovaný zkratkou  PrP (prionový protein). Na rozdíl od jiných proteinů je tento v zašmodrchané formě infekční. Je-li přenesen do zdravého organismu, jeho tvar vyvolá kaskádu změn, při níž se ze zdravých molekul proteinu stávají rovněž nevhodně poskládané – infekční (zašmodrchané) molekuly, zvané priony. Dochází k jejich shlukování v buňce a ta se jich nedokáže zbavit. Infikované buňky hynou a v mozcích postižených živočichů se vytváří díry. Patologům taková tkáň na řezu připomínala houbu a tak nemoc nazvali spongiformní (houbovitá) encefalopatie.

Susan Lindquistová: Kvasinkám priony pomáhají vyrovnat se s nepříznivými podmínkami prostředí.

V průběhu let byly postupně priony a jimi způsobovaná onemocnění zjišťovány u mnoha dalších živočišných druhů. Kromě BSE skotu, skrapie u ovce a vCJD u člověka se ukázalo, že na takzvanou CWD (chronic wasting dinase), neboli nemoc chronického vyčerpání, hynou i jeleni, a že prionová nemoc postihuje jak volně žijící jelení paroháče, tak i jelence chované na farmách i losy v divočině. Prionové choroby napadají i mnoho dalších zvířat jako jsou norci, křečci, myši,...
Kromě živočichů se priony vyskytují i u jednobuněčných organismů, jakými jsou kvasinky. Ty jich mají hned několik. Na rozdíl od živočichů v nich priony tolik škody nepáchaji.  V laboratoři Susan Lindquistové nabyli dojmu, že u kvasinek by mohlo být ještě více prionů, než čtyři, které byly známé do té doby. Skenování genomu kvasinky další oblasti s pravděpodobnými prionovými sekvencemi se to zjistilo. Pro takový způsob pátrání v genomu se razí termín bioinformatika. V tomto případě odhalila 200 kandidátních prion-kódujících sekvencí. Z nich u stovky vytipovaných proteinů vědci provedli testy, zda skutečně mají charakteristické znaky prionů. Těmito znaky jsou odolnost proti detergentům, schopnost tvořit shluky ve skumavce, v níž nejsou žádné další buněčné faktory a schopnost se replikovat v buňkách s následnou tvorbou konglomerátů, jichž se buňky nedokáží zbavovat.


 

 
Přibližně každá z 10 000 kvasinek spontánně změní svůj protein na prion. Udělá si tím svou buněčnou stěnu odolnější.

Američtí vědci z Institute for Biomedical Research in Cambridge (Massachusetts) nyní publikovali článek v časopisu Cell, v němž vyjadřují přesvědčeni, že priony jsou pro organismy důležité a že jim umožňují přežít v době, kdy se jim drasticky mění podmínky prostředí. Susan Lindquistová, vedoucí tohoto kolektivu, hlásá zmíněnou kacířskou myšlenku o příznivých vlastnostech prionů již devět let, ale teprve nyní se podařilo toto tvrzení doložit.

 

Priony spouštějí dědičné změny
Priony u kvasinky Saccharomyces cerevisiae jsou označovány názvem PSI+. Ukázalo se, že svým nositelům propůčují evoluční výhodu. Spouštějí změny, které mohou vytvářet cestu pro adaptaci organismu na měnící se prostředí. Zajímavé na tom je, že tento mechanismus funguje bez účasti DNA i RNA, tedy bez genů. Přesto se jedná o přenos nových vlastností na potomstvo. Dosud bylo u kvasinek známo pět prionů.  Nynější proklepnutí kvasinkového genomu ale ukázalo, že proteinů schopných vytvářet zašmodrchaniny (priony) je jen u kvasinek dvacet čtyři.
Mít více prionových proteinů není jen výsadou kvasinek. „Šmodrchajících“ se proteinů máme i my několik. Do lidské rodiny prionových proteinů patří například Doppel a Shadoo. Osel o nich psal v článku věnovaném tajemství BSE.

 

 

Mot3
U kvasinek na sebe strhnul pozornost protein Mot3, a jeho prionová forma. Když je tento protein v normálním (nezašmodrchaném) stavu, tlumí geny účastnící se na tvorbě buněčné stěny. Když se ale tento protein zvrhne a zašmodrchá se do podoby prionu, ztratí nad geny zajišťujícími stavbu buněčné membrány svou moc. Geny pro tvorbu buněčné stěny začnou „makat na plné pecky” a výsledkem je ztluštění buněčné stěny. Podle vědců to je reakce na změněné prostředí, ve kterém je málo kyslíku a je pro buňku po nějaké stránce škodlivější.

 

 

Zvětšit obrázek
Priony tedy nemají na starosti jen nemoc šílených krav. Vděčíme jim zřejmě i za to, že si můžeme zlepšit náladu.

„Sichr je sichr”
Za příklad drastické změny prostředí může sloužit hroznové víno. Dokud jsou kvasinky na povrchu bobule, cucají si sladkou šťávu a je jim hej. Jakmile spadnou do vylisované šťávy a octnou se v demižónu, nastanou jim krušné časy bez kyslíku, jsou v prostředí plném alkoholu,...
Mnohé z prionových proteinů přítomných v buňce se ale umí přepínat z aktivní do inaktivní formy a naopak. A protože to umí, tak to také dělají. Některé z těchto změn kvasinkám prospějí, jiné uškodí. Ve hře „padni komu padni“ ale některé kombinace přece jen zajistí, že i "utopené" kvasinky v prostředí bez kyslíku přežijí. To je zřejmě biologická podstata funkce prionů  -  účast ve strategii přežívání. 

Zvětšit obrázek
Možná i proto má přemíra alkoholu tak blízko k šílenostem…

Že tomu tak je podporuje zjištění, že zhruba jedna z deseti tisíc kvasinek svůj Mot3 protein spontánně (bez příčiny) přemění na prion. Priony u kvasinek mohou být přenášeny z generace na generaci, a to bez nutnosti něco přenášet pomocí genetického materiálu (DNA, RNA). Výsledkem je, že některé z takto „postižených” dceřiných buněk si nesou do života priony. Právě ty se jim ale stávají v nehostinném prostředí prospěšnými. Proto také vědci zjišťují, že každá velká populace kvasinek má některé kolonie s proteinem Mot3 ve formě prionu.
Jeden by řekl, že Švejkovo „sichr je sichr” je právě oním evolučním mechanismem a příčinou toho, proč priony z populací nemizí. Priony jsou pro přežití populací důležité, alespoň u kvasinek to tak platí. Zda podobný profit zajišťují také priony živočichům, na to tento pokus odpověď nedal.ˇ


Pramen: Alberti, S. , Halfmann, R. , King, O. , Kapila, A. & Lindquist, S. Cell 137, 146– 158  (2009).

Datum: 03.04.2009 09:35
Tisk článku

Krmíme ptáky - ale správně - Berthold Peter, Mohrová Gabriele
 
 
cena původní: 349 Kč
cena: 279 Kč
Krmíme ptáky - ale správně
Berthold Peter, Mohrová Gabriele
Související články:

Severoamerická zombie choroba jelenů by se mohla šířit mezi lidi     Autor: Stanislav Mihulka (24.02.2019)
Navádí Parkinsona vagus?     Autor: Josef Pazdera (02.05.2017)
Paměť je vlastně jen šílenost pod kontrolou     Autor: Josef Pazdera (03.07.2015)
Ze zloducha klíčový hráč evoluce     Autor: Josef Pazdera (11.06.2012)
Nová prionová choroba se jmenuje VPSPr     Autor: Josef Pazdera (16.08.2010)



Diskuze:

Žádný příspěvek nebyl zadán



Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni














Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace