Když genetici chtějí rychle zjistit, co který gen dělá, tak ho prostě vypnou. Od doby, co jsme se naučili dělat knockouty genů (gene knockout), jsme se dozvěděli spoustu zajímavých věcí o funkci mnoha různých genů. Knockouty genů mají na svém kontě i Nobelovu cenu za fyziologii a medicínu, kterou v roce 2007 dostali Mario Capecchi, Martin Evans a Oliver Smithies. Jedním z nejčastěji knockoutovaných organismů je laboratorní myš, což asi překvapí málokoho. A právě genové knockouty teď intenzivně pomáhají rozkrývat funkci a povahu jednotlivých lidských genů.
Pokud se někdo zaradoval, že se konečně rozběhly smysluplné genetické pokusy na lidech, tak je jeho radost předčasná, bohužel. I když by to nesmírně pomohlo výzkumu mnoha lidských nemocí, legálně se na lidských genech neexperimentuje. Matka Příroda ale nemá etické zábrany, a dělá podobné experimenty za nás s neskrývaným nadšením. A my můžeme vyhledávat nedobrovolné účastníky těchto experimentů a bedlivě pozorovat, co se s nimi bude dít. Přesně tohle udělal David van Heel z londýnské Queen Mary University s početným týmem spolupracovníků ve snaze zjistit, které lidské geny nejsou pro naši existenci životně důležité.
Lidé mají zhruba 20 tisíc genů. O většině z nich ale vůbec netušíme, co vlastně v našem těle dělají. Jednu z možností, jak odhadnout funkci konkrétních genů, nabízí právě genový knockout. Záměrně je genetici (zatím) vypnout nemohou, ale mohou si najít lidi, kteří mají dotyčný gen vypnutý už od narození. Nejlépe v uzavřené společnosti lidí, kde a oblibou uzavírají sňatky příbuzní. Van Hellův tým proto prozkoumal genomy více než 3200 Britů pákistánského původu. Mezi nimi je obvyklé, že sňatek uzavře bratranec se sestřenicí. Badatelé zjistili, že tito lidé vcelku bez problémů žijí a fungují, i když postrádají stovky známých lidských genů. Je mezi nimi dokonce jeden, který jsme na základě výzkumu u zvířat považovali za nezbytný pro plodnost. Podobná studie se objevila počátkem roku 2015, kdy Kári Stefánsson ze společnosti deCODE a jeho kolegové objevili mezi obyvateli Islandu více než tisícovku lidských genů, bez nichž je možné žít.
Van Heel si libuje, že k nim byla Matička Příroda štědrá. Mezi studovanými Brity pákistánského původu objevili vzácné knockouty u celkem 781 genů, z nichž asi tak polovina byla pro genetiky doposud neznámá. Vzácné knockouty jsou přitom zajímavější než knockouty běžné, protože u běžných knockoutů je dost pravděpodobné, že nemají žádný biologický význam. 38 lidí postrádalo geny, jejichž absenci jsme doposud považovali za spouštěč vážných onemocnění. Takové onemocnění ale mělo jen 9 z nich. Jak se zdá, nepřítomnost určitého genu nemusí být tak kritická, jak jsme si mysleli.
Jedna ze studovaných žen nemá gen PRDM9, který se podílí míchání chromozómů během vzniku pohlavních buněk. Myši jsou bez tohoto genu spolehlivě sterilní, dotyčná žena je ovšem zdravou matkou. Její děti potvrzují, že si lidé dovedou nefunkčnost genu PRDM9 nějakým způsobem na molekulární úrovni kompenzovat.
Genetička Molly Przeworski z Kolumbijské univerzity je výzkumem genových knockoutů Britů pákistánského původu nadšená. Tenhle přístup považuje za velmi přínosný pro studium lidské biologie i pro rozvoj personalizované medicíny. Lékaři budou už brzo analyzovat genomy pacientů a zjišťovat, které geny jim chybí. I když bez těchto genů mohou dotyční pacienti žít, mohlo by to mít vliv třeba na fungování některých léků. Anebo naopak, vývojáři léčiv se nebudou muset obávat cílit nové léky, dejme tomu protinádorové, na některé lidské geny – pokud se ukáže, že je bez těchto genů možné důstojně fungovat.
Van Heelův tým nezahálí a právě shání dobrovolníky pro výzkum sto tisíc obyvatel východního Londýna původem z jižní Asie. Samozřejmě očekávají, že opět rozšíří cennou sbírku vzácných knockoutů lidských genů. Jejich spolupracovník Daniel MacArthur z Broad Institute v Cambridgi, Massachusetts už dává dohromady databázi všech známých knockoutů lidských genům, kterou chtějí v létě zveřejnit. Jejich cílem je ověřit knockouty pokud možno všech lidských genů, i když to bude ještě hodně práce.
Video: East London Genes & Health: English saliva kit video
Literatura
Science Mag 3. 3. 2016, Science online 3. 3. 2016, Wikipedia (Gene knockout)
Poznámka redakce:
Vážení čtenáři, ještě jednou si dovolujeme ty, kteří naší první prosbu nečetli, požádat o pomoc - získání dat do připravovaného článku zaměřeného na zemědělství (páchá ho pro osla náš nový autor Jan Kašínský, zkuste mu anonymně zareagovat na několik otázek).
Zvláště prosíme kantory všech typů škol, bylo by super, kdybyste nechali své svěřence na otázky odpovědět.
Všem předem děkujeme.
Dotazník ZDE
Nobelova cena za genový knockout
Autor: Jaroslav Petr (10.10.2007)
Diskuze:
Jenže.
jaroslav mácha,2016-03-08 23:47:43
Kupodivu se geny vyskytují v rodinách, jejichž funkce se navzájem překrývají. I když jen zčásti. Takže třeba knockout onkogenu Src zpúsobí u myší jen minimální postižení sluchu, jenže knockout Src a Lyn současně je letální, i když vyřazení samotného Lyn také nemá efekt. Stejně to dopadlo u genu pro řízení diferanciace kosterního svalu Myo D, jehož knockout neměl žádné následky. Při současném vyřazení dalšího genu s úlohou v diferenciaci žíhaného svalu byla myší embrya nejen bez žíhané svaloviny, ale také bez žeber. Takže je možné, že knockouty genů se projeví až po inaktivaci dalšího, paralelního genu.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
