Stačí len zastaviť starnutie bunky

Prečo človek starne? A ako starnú bunky, čo starnutie riadi a ako to môžeme využiť pri liečbe rakoviny? Aj to sú otázky, ktorými sa zaoberajú biológovia Ľubomír Tomáška a Jozef Nosek.

Prof. RNDr. Jozef Nosek, DrSc. (1967) vyštudoval genetiku a molekulárnu biológiu, niekoľkokrát absolvoval študijný pobyt na Institut Curie v Orsayi. Pôsobí na Katedre biochémie Prírodovedeckej fakulty UK. Zaoberá sa molekulárnou architektúrou a dynamikou(Zdroj: AUTOR)

Živé organizmy by mohli žiť večne. Dá sa to predstaviť. Stačí „len", aby sa ich bunky donekonečna obnovovali. Stačí „len", aby sa množili a pritom nestarli.

Čo však pekne znie, je v skutočnom svete oveľa zložitejšie. Keďže elixír života alchymisti ani vedci dodnes nenašli - a nenašla ho ani sama príroda - niekde musí byť problém.

Tým problémom je samotné delenie buniek a riziká, ktoré so sebou prináša. V priebehu evolúcie sa objavili spôsoby, ako riziká minimalizovať, ako sa vyhnúť rôznym poruchám, anomáliám a výstrelkom, ktoré by mohli napokon ohroziť celý organizmus.

Ako celý tento systém funguje a ako by ho človek mohol využiť, zisťujú aj pomocou kvasiniek biológovia Jozef Nosek a Ľubomír Tomáška z Prírodovedeckej fakulty UK.

Skracovanie a starnutie

V neprehľadnom labyrinte chodieb a chodbičiek smerujeme kdesi do útrob fakulty a po chvíľke vzdávame snahu zapamätať si, kde sa práve nachádzame. Končíme v laboratóriu plnom študentov, z ktorých vyrastá nová generácia vedcov.

Trochu nečakane sa stávame svedkami jedného zo spôsobov, ako sa robí veda u nás. V hrkaní rôznych kadičiek a cinkotaní nástrojov nám dvaja vedci začínajú rozprávať príbeh o kvasinkách, ktoré môžu pomôcť človeku v boji proti rakovine či ďalším chorobám.

Ale aj pochopiť, ako i prečo vlastne bunky starnú a čo sa s tým dá urobiť.

„Zaoberáme sa biológiou bunky," hovorí Tomáška a pokračuje, že predmetom ich záujmu sú najmä chromozómy. „To je kus DNA, ktorý sa typicky nachádza v jadre bunky. Každý chromozóm má dva konce, pričom každý z nich predstavuje pre bunku zásadný problém."

Pri každom delení bunky sa koniec chromozómu, takzvaná teloméra, o krátky úsek skracuje. Čím viac bunka absolvuje delení, tým má kratšie teloméry, čo je jeden z prejavov starnutia.

Skracovaniu v niektorých bunkách bráni, a teda aj starnutie riadi zvláštny enzým, telomeráza. Za jeho objav dostali vedci Elizabeth Blackburnová, Carol Greiderová a Jack Szostak v roku 2009 Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu.

Aj dvojica slovenských biológov skúma, ako bunka bojuje so starnutím a ako riadi kopírovanie koncov svojich chromozómov. „Nezaujíma nás len, ako sa tento problém rieši," hovorí Nosek „ale aj to, ako vlastne tieto riešenia vznikli počas evolúcie."

Teloméry totiž nie sú len v jadrách eukaryotických buniek, ako sú ľudské bunky. Nachádzajú sa aj u vírusov, baktérií či, a to vedcov zaujíma obzvlášť, v mitochondriách niektorých druhov kvasiniek.

Mitochondrie sú typické súčiastky eukaryotických buniek, ktoré vznikli symbiózou jednoduchších typov buniek. Sú to akési bunkové kontinenty, ktoré sú pozostatkom pôvodných symbiontov.

„Hypotéz, prečo k tejto symbióze došlo, je veľmi veľa," vysvetľuje Nosek. „Jedna vraví, že to bolo vhodné pre oboch - aj pre partnera, ktorý dnes reprezentuje jadrový genóm eukaryotickej bunky, aj pre toho, ktorý reprezentuje mitochondriálny genóm."

Boj s rakovinou?

„Keby ste vzali dĺžku všetkých koncov chromozómov - telomér na Zemi a dali ich za seba, zistili by ste, že siahajú milión svetelných rokov ďaleko," usmieva sa Tomáška, keď naznačuje, ako veľa telomér je na svete.

„Pritom keby bunka nemala mechanizmus, ktorým bráni skracovaniu chromozómov pri delení, zahynula by. Na druhej strane toto skracovanie vlastne programuje bunku do starnutia. A vieme, že práve nekontrolovateľné delenie buniek môže predstavovať fatálny problém."

Práve na tomto mieste sa výskum dvojice vedcov stretáva s bojom proti rakovine. V nádorových bunkách často dochádza k zvláštnemu fenoménu. Tieto bunky zapnú telomerázu, ktorá spôsobuje, že sa teloméry neskracujú. A bunky nestarnú, neumierajú, len sa stále nekontrolovane delia.

„Jednoducho sa uvoľní blok, ktorý zabraňuje tvorbe nádoru," zdôrazňuje Tomáška. „Preto telomeráza predstavuje veľmi dôležitý cieľ pre protinádorovú terapiu."

Problémom však je, že aj mnohé normálne bunky majú aktívnu telomerázu, napríklad bunky kostnej drene či vlasových folikulov.

Ďalším problémom je existencia alternatívnych mechanizmov kopírovania telomér, ktoré nie sú závislé od telomerázy. A to komplikuje prípravu vhodných liekov. Na druhej strane aj samotná telomeráza môže byť využitá pri terapii niektorých chorôb.

„Prvé pokusy sú sľubné," zdôrazňuje Nosek. „Pokus spravený na potkanoch s poškodenou pečeňou napríklad ukázal, že ak sa im umelo zabezpečila produkcia telomerázy, potkany dokázali veľmi slušne prežiť cirhózu pečene, ktorá sa zregenerovala."

Novšie experimenty na dospelých myšiach ukázali, že aj krátkodobé zapnutie telomerázy zlepšuje viaceré životné funkcie, čo predstavuje ďalší inšpiratívny príklad pre terapiu degeneratívnych ochorení súvisiacich so starnutím.

Náhodný objav

Dvojica biológov sa spoznala v laboratóriu. Zásluhu na tom mal Ladislav Kováč. Práve on stál pri zrode výskumu, ktorému sa obaja vedci v súčasnosti venujú.

„Kováč ešte v polovici 80. rokov objavil u jedného druhu kvasiniek lineárnu mitochondriálnu DNA," spomína Nosek. „Vtedy ešte nebolo známe, že existuje telomeráza, ani ako je riešený problém replikácie koncov chromozómov."

Pritom Kováčov objav je aj dielom náhody. Kováč vtedy skúmal istý druh kvasiniek. Izoloval z neho mitochondriálnu DNA a zistil, že je lineárna - podobne ako chromozómy v jadrách ľudských buniek.

„Predpokladal, že môže slúžiť ako dobrý model pre skúmanie telomér," dodáva Tomáška. „Mnoho iných ľudí by takúto exotickú kvasinku vyhodilo ako artefakt. To, že ju začal študovať, naštartovalo výskum, ktorý my robíme dodnes."

A práve u tejto kvasinky obaja vedci odhalili nový spôsob replikácie telomér, ktorý sa uplatňuje aj v ľudských bunkách.

Je to príklad, ako vedci spočiatku nevedia, kam ich výskum zavedie a aké výsledky môže priniesť. „Možno tiež raz objavíme Petriho misku, kde bude nejaká exotická kvasinka a na základe tejto skúsenosti ju možno neodhodíme do koša," hovorí Tomáška.

„Môže byť totiž základom pre objav nového fenoménu, ktorý náš výskum zavedie novým smerom."

Najčítanejšie na SME Tech


Inzercia - Tlačové správy


  1. Pivný bar Senica: Miesto, kde objavíte, ako má chutiť pivo
  2. Volkswagen Golf: Viac, než facelift
  3. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom
  4. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom
  5. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to
  6. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš
  7. Objavte netušené možnosti nových firemných kreditných kariet
  8. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári
  9. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce
  10. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta
  1. Pivný bar Senica: Miesto, kde objavíte, ako má chutiť pivo
  2. Projekt "Zvýšenie odborných kapacít v oblasti práce s mládežou"
  3. Malé knedličky, veľké dojmy
  4. Volkswagen Golf: Viac, než facelift
  5. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom
  6. Projekt First Lego League podporila Nadácia Pontis
  7. Klienti majú často pocit, že potrebujú spracovať len projekt
  8. Na bolesti chrbta pomôžu kúpele
  9. Na bolesti chrbta pomôžu kúpele
  10. 3 úlohy, ktoré vyrieši minerálna vlna najlepšie
  1. Už ste niekedy jedli v garáži? Tá v Trenčíne stojí za to 11 787
  2. Hotovosť, internet či karta? Najbezpečnejšie je platenie mobilom 11 395
  3. Plavba východným Stredomorím so slovenským sprievodcom 7 368
  4. Staré Dobré Mexiko: Už vieme prečo východniari chvália Šariš 6 964
  5. Boj s podvodníkmi stáčajúcimi odometre stojí bazáre státisíce 5 975
  6. Prečo majú Slováci stále radšej hypotéku ako prenájom? 3 815
  7. Najväčšie first moment zľavy končia vo februári 3 630
  8. Bezpečné a prestížne bývanie v Bratislave s novým symbolom mesta 3 483
  9. Volkswagen Golf: Viac, než facelift 2 486
  10. Mäsovýroba Gašparík získala ocenenie Danubius Gastro 2017 2 462

Téma: Víkend


Článok je zaradený aj do ďalších tém Naši najšikovnejší vedci

Hlavné správy zo Sme.sk

ŠPORT

Sagan začal sezónu klasík druhým miestom, opäť ho zdolal van Avermaet

Belgičan porazil slovenského cyklistu na belgickej klasike Omloop Het Nieuswblad aj minulý rok.

PLUS

Ako pred sto rokmi vysvetľovali príchod tabaku do Európy

Ako sa tabak (dohán) dostal do Európy a ako sa ujalo fajčenie?

BRATISLAVA

Bol priekopník – utečenec. Jeho meno zmizlo z novín aj z histórie

Václav Nedomanský má zo svetových šampionátov deväť medailí.

Neprehliadnite tiež

Civilizáciu Aztékov zničila európska zbraň, nevedeli proti nej bojovať

Za kolapsom rozvinutej juhoamerickej civilizácie môže byť aj pandémia paratýfusu.

Voda na Zemi aj vo vesmíre. Pozrite si najkrajšie zábery z kozmu za tento týždeň

Vedci predstavili tri mimozemské svety, kde by mohla byť voda aj život.

Pluto a jeho mesiace budú oficiálne ríšou mŕtvych

Nové názvoslovie pre systém trpasličej planéty sa inšpiruje aj mytológiou.

TECH_FM

NASA oznámila obrovský objav, prečo sú vedci takí nadšení

Veď je to „len“ ďalšia hviezdna sústava. Tak prečo toľko kriku? Vysvetľuje podcast TECH_FM.


Už ste čítali?

Domov NajnovšieNajčítanejšieDesktop