Odhalené tajomstvo včelích kráľovien pomáha výskumu rakoviny

Odhalené tajomstvo včelích kráľovien pomáha výskumu rakoviny
Zdroj: bigstockphoto.com

Malé, krátkožijúce a neplodné včelie robotníčky a veľké, dlhožijúce a celoživotne plodné včelie kráľovné sa od seba líšia chemickou reguláciou vyše poltisíca génov. Mechanizmom, ktorý azda odlišuje aj zdravé bunky od rakovinových. V časopise Public Library of Science Biology to oznámil šesťčlenný nemecko-austrálsky tím, ktorý viedol Frank Lyko z Nemeckého strediska pre výskum rakoviny (DKFZ) v Heidelbergu.

DKFZ je súčasť Helmholtzovho združenia národných výskumných stredísk a s približne 1000 vedcami a 2200 zamestnancami najväčší biomedicínsky výskumný ústav v Nemecku. „Včela medonosná predstavuje extrémny príklad rozdielneho vývoja lariev,„ povedal Frank Lyko, odborník na chemickú reguláciu činnosti génov. Tá prebieha pripojovaním metylových skupín, metyláciou. Ide o súčasť tzv. epigenetických regulačných mechanizmov, chemických zmien genetického materiálu, ktoré nemenia sekvenciu „písmen„ v DNA. Bunka sa vďaka nim dokáže prispôsobiť zmenám v životnom prostredí.

Výskumníkov rakoviny púta včelia problematika vďaka základnej podobnosti. „Rakovinové bunky a zdravé bunky majú identické genetické základy (genómy), no správajú sa veľmi odlišne. Prevažne to spôsobujú odlišné metylácie génov. Včelie kráľovné a robotníčky tiež majú ten istý genóm, napriek všetkým vzhľadovým rozdielom. Aj v pozadí rozdielneho vývoja včelích lariev by mohli byť metylové značky,„ vysvetlil Frank Lyko.

V úli určuje cestu vývoja výlučne výživa lariev: ak sú kŕmené peľom, stanú sa z nich robotníčky, ak sú kŕmené materskou kašičkou s vysokým obsahom tukov a bielkovín, stanú sa z nich kráľovné. Nedávno to potvrdili vedci v Austrálii. Znefunkčnili enzým, ktorý značkuje DNA včelích lariev metylovými skupinami – a všetky larvy sa premenili na kráľovné, hoci nedostávali nijakú materskú kašičku. Vyplynulo z toho, že osud lariev určujú metylové značky ovplyvňovaním činnosti konkrétnych génov.

Frank Lyko s kolegami teraz skúmali, ktoré gény vlastne premieňajú včeliu larvu na kráľovnú. Ako prví porovnali metyláciu celých genómov kráľovien a robotníčok. Na malom genóme včely vyskúšali metodiku, ktorú teraz používajú aj pri skúmaní ľudského. Vo včeliom je však – vyjadrené pomerne – podstatne menej metylových značiek. Zreteľné rozdiely medzi včelími robotníčkami a kráľovnami našli v tejto súvislosti pri čosi vyše 550 génoch. Mnohé z nich sa počas včelej evolúcie prakticky nemenili, čo poukazuje na ich dôležité funkcie v bunkách včelieho organizmu.

Nemenej významný je však ďalší poznatok. Pri včelách sa metylové značky často vyskytujú v tzv. spojovacích či viazacích miestach génov, kde sa „odstriháva„ matrica pre produkciu predmetnej bielkoviny. Ak chemické značky znemožnia tieto miesta rozpoznávať, bunka môže vyprodukovať zmenenú bielkovinu s odlišnou funkciou. Slovami Franka Lykoa: „Podľa doterajšej teórie rakovinových ochorení metylové značky blokujú činnosť génov v tzv. génových vypínačoch a tým vytvárajú odlišné vlastnosti postihnutých buniek. Teraz sme však našli dôkazy, že mechanizmus objavený pri včelách môže hrať úlohu i v rakovinových bunkách.„ Epigenetické faktory v rakovine teda nielenže zapínajú a vypínajú gény, no azda spôsobujú aj produkciu celkom odlišných bielkovín.

Autor článku: TASR

Dátum zverejnenia: