Pšenice s neprobuzenými geny pro lepek  
Čínsko-americko-německému týmu vědců se podařilo geneticky upravit pšenici aby tvořila jen asi třetinu imunitní systém provokujícího proteinu gliadinu.


Obiloviny svým ratolestem usnadňují start do života tím, že jim do obilek uloží vše potřebné, aby si po vyklíčení rychle vytvořily listy a kořenový systém a byly schopné obstát v konkurenci. Významnou položkou této výbavy jsou proteiny zvané prolaminy. Obilovina od obiloviny se v nich nepatrně liší a tak jim odborníci dávají různá jména. Těm od pšenic říkají gliadiny. Není to tedy jeden protein, ale heterogenní skupina (a-, b-, g-, w-,...gliadinů. I žito, ječmen a oves tvoří podobné proteiny (secalin, hordein, avenin). Charakteristickým rysem všech těchto látek jsou opakující se sekvence s vysokým obsahem prolinu a glutaminu. A co je pro nás důležité, že všechny jsou pro přecitlivělé osoby rizikové. U někoho způsobují nadýmání, případně průjmy a časem se ale pozmění opakovanými záněty i stěna střeva natolik, že začne zanedbávat vstřebávání pro život důležitých látek. Stejně jako je tomu u alergií i zde se někdy porucha projevuje jen nespecifickými příznaky, které podceňujeme a pak už někdy bývá pozdě. Třeba i následkem zánětů navozené rakoviny. Celiakie, jak se odborně této nesnášenlivosti proteinů obilovin říká, si zákeřně vybírá svou daň i v podobě lidských životů.

 

Zvětšit obrázek
Genetici pomocí vloženého genu pro tvorbu interferenční RNA zabránili pšenici v tvorbě enzymu, jehož náplní práce je odstranit epigenetický pokyn (zametylování DNA). Taková rostlina v obilkách netvoří lepek. (Kredit: Wikipedia)

Časy se mění
Už ani ta pšenice není, co bývala. Dnes má její genom zhruba 17 miliard písmen a kam se na ní s našimi „lidskými“ třemi miliardami nukleotidů hrabeme...
U velkých genomů vzniklých polyploidizací, se jednotlivé motivy  mnohonásobně opakují a tentýž gen, nebo jeho mírně se lišící verze, se vyskytují na mnoha místech genomu. I to je důvod, proč jednoduchá technika vyřazování genů z činnosti, takzvaným genovým knokautem, se ve šlechtění na bezlepkové obilí neujala a proč se s neúspěchem setkalo i klasické šlechtění.  
Stejně neúspěšně dopadly i snahy biotechnologů, kteří se s lepkem snažili poprat prostřednictvím enzymů získávaných pomocí mikroorganismů kultivovaných ve fermentorech. Jak produkty plísní, tak bakterií, které se měly podávat ve formě potravinových doplňků a rozkládat „zlé“ proteiny na neškodné produkty v zažívacím traktu ještě dříve, než se dostanou do krve, skončily nedobře. Zánětům taková prevence stejně nezabránila. Dodnes tedy mají celiaci prakticky jen jeden spolehlivý prostředek, jak si uchovat zdraví a být fit - vyvarovat se všeho v čem je lepek. A to je problém, který kdo nezažil, nepochopí.

 

Číňany z Northeast Normal University z Changchunu, hostující na Washington State University napadlo vyjít nešťastníkům jejichž imunitní systém je alergický na lepek vstříc a využít poznatků z jejich oblíbené hračky – huseníčku. Asiaté se svými americkými kolegy a evropskými fytopatology z Nemecka provedli pokus s využitím RNA interference. Vpašovali do rostlin genový konstrukt (umělý gen), který v nich působí jako rušička spojení mezi jádrem a cytoplazmou. Nedělá tedy změnu molekuly tvořených proteinů, ani  nepoškozuje geny odpovědné za tvorbu příslušných proteinů. Dá se říci, že svým produktem jen podloudně mate správně vytvořené výrobní návody pro tvorbu jistého klíčového enzymu. Enzymu v jehož náplni je „úklid“ metylových značek z povrchu záznamového media (DNA).


Nebude možná na škodu si připomenout, jak buňka tvoří protein. Začíná to pokynem z jaderné DNA. Ten se přepíše do návodu co se má tvořit - přesný rozpis sledu aminokyselin. Tím návodem je úsek ribonukleové kyseliny. Je dost malý na to, aby prošel jadernou membránou a připletl se v cytoplazmě do cesty ribozomům – dílnám v nichž se finální proteinový produkt sestaví.
Náš nemoc vyvolávající protein rostlina netvoří po celou dobu své existence. Většinu doby jsou geny pro tvorbu proteinů lepku uspané. K činnosti je probouzí enzym k jehož syntéze rovněž dává pokyn „vrchní velitelství“ - DNA. K oběma souvisejícím dějům dochází v době, kdy se chce, aby v obilných zrnech se začaly plnit zásobní spižírny. Příkaz k syntéze spouštěcího enzymu má také formu RNA "návodu".  A právě na tento spouštěcí mechanismus se vědci zaměřili. Zkusili signál k tvorbě klíčového enzymu vyrušit pomocí „zlomyslně“ opačně sestavené RNA. Taková RNA se na tu správnou RNA nalepuje a činí ji pro ribozom nečitelnou. Vyrušení signálu opačnou RNA se říká interference. 


Hrátky genetiků s enzymem jsou namířeny proti rodině DME genů o nichž se ví, že tvoří DME enzym  (5-metylcytosin DNA glykosylázu). Ten je tím budíčkem uspaných genů, které mají v požadovanou dobu začít posílat výrobní plány do cytoplazmy k tvorbě alergenních proteinů (gliadinů a nízkomolekulárních gluteninů). Probouzení  z letargie se děje nástrojem z ranku epigenetiky.  Odstraňováním nánosu metylových skupin v příslušné části, kde je vypínač (promotor) těchto genů. Můžeme si to představit tak, že zametylovaná část DNA je pro čtecí aparát buňky hůře přístupná a tamní geny jako by ani nebyly. Teprve odstranění metylových značek z genů je uvede do stavu činnosti.

 

Když si to shrneme, tak molekulárně genetičtí mágové provedli geneticky-negenetický zákrok. Pomocí vpašované informace pro tvorbu lepivého (protismyslného) kousku RNA  pšenici vyrušili její vlastní signál pro tvorbu enzymu, který měl DNA zbavit metylového uspávacího nánosu z DNA. Tím, že informaci pro tvorbu klíčového enzymu buňce popletli, geny zodpovědné za tvorbu nebezpečných proteinů zůstaly dál jak spící mimina. Když pak prověřovali co to vlastně provedli, tak zjistili, že snížili tvorbu „budícího enzymu“  o 85,6  % a ve sklizených obilkách ohlupovaných RNA interferencí naměřili  76,4% snížení obsahu lepku.

 
Vědci připouštějí, že zcela bezlepkové obilí ještě nemají. Získat obilovinu s tak malým obsahem imunitní systém provokující látky se zatím nikomu nepodařilo. Takže na první pokus to není špatný výsledek. Prý si svým pokusem ale jen ověřovali schůdnost metody míchající genetiku s epigenetikou dohromady. Teprve nyní má přijít na řadu naprosté odstranění lepku z pšeničných zrn a stejně tak z ječmene, který je co do rodiny genů DEMETER (spouštějícíh budící enzym), pšenici hodně podobný. Vědci jsou přesvědčeni, že svého cíle dosáhnou. A prý to bude hodně brzo. To je dobrá zpráva jak pro ty, kteří již vědí, že celiakii mají, tak pro ty,  kterým ji lékaři teprve najdou. S celiakií to je totiž jako s cukrovkou, známe jen vrchol ledovce. Kolik je trpících různými neduhy, za nimiž stojí nesnášenlivost na některý z proteinů tvořících lepek, se odhaduje těžko. Testy jsou komplikované, drahé a nejspolehlivější jsou stále jen ty prováděné na odebraném kousku střeva. Potraviny bez rizikových proteinů by pro řadu z nás mohly znamenat konec opstipací, nevolností, avitaminóz a mohly by přispět k delšímu a radostnějšímu pobytu v tomto slzavém údolí. Pokud ovšem odpůrci GM plodin nezačnou kolem takových polností běhat v plynových maskách a plodiny ničit. Soudě podle optimismu autorů publikace by se již pekaři měli začít zamýšlet nad tím, jak to udělat aby buchty a chleba bez lepku, který je důležitou substancí dávající těstu jeho tažnost, vypadaly a chutnaly jako ty od babičky. Nebo aspoň od  Babiše. 


Pramen: Structural genes of wheat and barley 5-methylcytosine DNA glycosylases and their potential applications for human health, PNAS, November 26, 2012, doi: 10.1073/pnas.1217927109

Datum: 28.11.2012 22:03
Tisk článku

Alergie - Müller-Burzler Henning
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 148 Kč
cena: 131 Kč
Alergie
Müller-Burzler Henning
Související články:

Kauza alergenního geneticky modifikovaného hrachu     Autor: Jaroslav Petr (20.12.2005)



Diskuze:

Jak se obbourává

Mojmir Kosco,2012-11-29 15:41:08

lepek z potravin v současnosti ?

Odpovědět


odbourani lepku

Tomas Moravec,2012-12-02 10:37:27

V soucasnosti se lepek z potravin odstranuje jedine tak, ze se tam vubec zadny nedava uz behem jejich vyroby. Musi se pouzit suroviny , ktere lepek neobsahuji napriklad ryzova mouka nebo bramborovy skrob a podobne. Odstanit lepek z potraviny, kde jiz je pritomen je v podstate nemozne. Problem je ale i v tom, ze zrejme ty vlastnosti lepku, ktere jej cini nezadouci ve strevech lidi s celiakalii, jsou naopak zadouci pro dobre mechanicke vlasnosti testa pri hneteni, peceni atd.

Odpovědět


Děkuji

Mojmir Kosco,2012-12-02 20:53:43

proč jsou potom bezlepkové potraviny tak drahe nebo nedostupné když je základem poměrně levná bezlepková rýže ?

Odpovědět


Tomáš Hluska,2012-12-03 14:42:15

viděl bych to na dva důvody
1) asi až tak levná nebude. Jinak bychom používali rýžovou mouku běžně, ale zjevně se u nás používá povětšinou mouka pšeničná (příp. žitná), proč asi?
2) proto, že musí být celý provoz bezlepkový, tj. v celém provozu musí být zákaz používání přísad s lepkem, což je dnes asi většinou v případě velkých provozů celkem problém. Proč myslíte, že je na většině potravin, že mohou obsahovat stopy/vyrábí se v provozech, kde se pracuje s vejci, arašídy atd.? Právě pro případ, že by se jim něco málo dostalo i do toho jednoho výrobku, tak aby byli kryti, že konzumenta varovali. V případě lepku by si to těžko mohli dovolit.

Odpovědět

Male mnozstvi lepku

Pavel Novak,2012-11-29 10:05:46

Na to pozor, i male mnozstvi skodi a vyvolava zanet. I kdyz nevyvola zazivaci potize. Mam to stesti, ze jsem v podstate zcela bepriznakovy, mohu si dat krajic chleba, ale durazne mi vysvetlili, co to pro mne znamena.

Odpovědět

Mam takove dite

Alena Matejkova,2012-11-29 09:26:33

Presne jak pisete: Kdo nezazil, neuveri. Je dobre ze s tim zacali neco delat. Stacilo, kdyz jsem dala trosku vice jišky do polevky a zacal problém. Nějaka hranice tolerantnosti v tom asi bude. Také jsem mela odzkouseno, ze tri piskoty byly vporadku a po ctyrech byl prujem.... Dneska to je zhruba stale stejne i kdyz jsou obdobi, kdy je telo tolerantnejsi a kdy mene.

Odpovědět

Dvě připomínky

Jan Šimůnek,2012-11-29 06:18:03

1. Některé novější práce celiakii z rodiny alergií vyřazují (protože se zde uplatňují některé mechanismy, které v alergiích nejsou a naopak - není zde zapojen imunitní systém tak, jak by měl z definice u alergie být)
2. Na příslušnou reakci při rozjeté celiakii stačí nepatrné stopy lepku (např. příměs pšeničného škrobu v koření), takže pokles o 70%+ je sice jako číslo hezký, ale z hlediska celiakie jako takové bezvýznamný.
Obávám se, že se budou muset stejně geny pro lepek nahradit geny pro obdobně fungující bílkoviny, jaké jsou např, v ovsu nebo rýži.
3. Nicméně pozitivní na tom je skutečnost, že celiaků s klinickými problémy je poměrně dost a latentních celiaků (co nemají potíže, ale lze je detekovat laboratorními testy) jsou řádově desítky procent populace, což je poměrně vysoký počet potenciálních příznivců genetických manipulací.

Odpovědět


Naprostý souhas

Josef Pazdera,2012-11-29 08:31:26

Celiakie je autoimunitní reakce proti epitopům proteinových molekul, jíž se účastní imunitní systém jejímž výsledkem je postižení intestinálního epitelu. Nejasnosti kolem této poruchy je mnoho, což vyjadřuje i nejednotnost v jejím označování. Někdo dává přednost termínu „primární malabsorpční syndrom“, jiný podle objevitelů se kloní k označení "Heubner-Herterova nemoc", hodně se vžila i odborně již dost nesedící označení „nesnášenlivost lepku" či "glutenová enteropatie", obecnější termín „celiakální sprue“ se také moc neujal,... Obávám se, že navzdory osvětě se této imunitní poruše bude dál říkat „alergie na lepek“. Těžko říci zda se situace změní, protože co většině národa vyhovuje, čemu "rozumí" a čemu se přizpůsobil i obchod.... Asi to dopadne v duchu rčení: "Hlas lidu hlas boží".

Odpovědět

Diky

Pavel Novak,2012-11-28 23:31:09

Dekuji za clanek, potesil. Ale bojim se, ze se nejake zasadni zmeny v nutnosti dodrzovat dietu nedoziju. Ono udelat chleba bez lepku je velky problem.

Odpovědět




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