Víc než jen písmena genetického kódu

Jaroslav Petr  |  Věda

V samotné dvojité šroubovici DNA není zdaleka zapsáno vše, co jsme po rodičích zdědili. Významnou roli hrají i molekuly, které jsou navázány na povrchu DNA. Vědci označují tyto modifikace dědičné informace jako epigenetické změny.

K nejdůležitějším patří metylace DNA, při které může být na některá písmena genetického kódu navázána chemická skupina CH3. Čím více je daný úsek DNA pokrytý skupinami metylu, tím nižší je aktivita genů z této oblasti. Epigenetické změny zčásti dědíme po rodičích, zčásti si je sami pořizujeme. Například stres mění práci některých genů v mozku a dalších částech těla.

Některé z těchto změn vyvěrají z intenzivnější nebo naopak redukovanější metylace příslušných úseků DNA. Epigenetické změny stojí v pozadí mnoha důležitých procesů v našem těle. Pomáhají ukládání informací do paměti, ale přispívají i k propuknutí nádorového bujení. Není divu, že vědce tyto „povrchové“ změny DNA zajímají a zkoušejí je ovlivnit.

Daří se jim to například změnou jídelníčku u březích myší. Radikální dieta bohatá na látky uvolňující metylové skupiny dokáže „obalit“ DNA vyvíjejících se mláďat a změnit zásadně aktivitu jejich genů. Epigenetické změny navozené během embryonálního vývoje se udrží po zbytek života.

Zkoumání epigenetických změn je podstatně komplikovanější než čtení genomu. Pořadí písmen genetického kódu v dvojité šroubovici DNA dnes provádějí výkonné automaty. Ty nejlepší „schroustají“ kompletní lidský genom o třech miliardách písmen genetického kódu za jediný den. V dohledu je čtení kompletní lidské DNA za cenu do 1000 dolarů.

Americká společnost Pacific Biosciences nyní vyvinula aparaturu, která dělá dvě věci najednou. Čte DNA tak jako jiné aparatury a zároveň zaznamenává, zda je na přečteném písmeni genetického kódu navěšena metylová skupina. Výsledkem takového čtení DNA je informace o genetických vlastnostech organismu i o epigenetických změnách, které jeho DNA prodělala.

Nová technika je překvapivě laciná. Epigenetické změny na kompletní lidské DNA zjistí za cenu, která se blíží 100 dolarů. To je pakatel ve srovnání s dosavadními náklady pohybujícími se řádově kolem 100 000 dolarů. Nová aparatura ještě trpí některými „dětskými nemocemi“.

Jakmile z nich vědci přístroj vypiplají, umožní dosud netušený náhled do tajů naší dědičné informace a do procesů, které mění aktivitu genů. Budeme se moci podívat, co s našimi geny dělají například toxické látky z vykouřených cigaret, jak reagují lidské geny na pravidelné sportování nebo zda testovaný lék koriguje nežádoucí epigenetické změny a přispívá k léčbě zhoubného nádoru.

Nejčtenější