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. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách
  2. Kedy sa refinancovanie oplatí?
  3. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  4. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  5. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  6. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  7. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  8. Rastie nám pokrivená generácia?
  9. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  10. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba
  1. Atraktívnejšie učenie vďaka digitálnym technológiám
  2. Aký vplyv by mal konflikt v Kórei na vaše investície?
  3. Zľava 3000 € na 3-izbové byty v Jarabinkách
  4. JUDr. Barbora Sabó: Dobrý maklér šetrí čas, peniaze i nervy!
  5. Detské zúbky sú veda
  6. Štartujú jesenné módne dni v Poluse
  7. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku
  8. Rastie nám pokrivená generácia?
  9. Intímna hygiena – celoročná záležitosť
  10. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji
  1. Zanzibar je plný lákadiel na dokonalú exotickú dovolenku 15 678
  2. Rastie nám pokrivená generácia? 10 722
  3. Intímna hygiena – celoročná záležitosť 3 324
  4. 3 mýty, ktorým ste možno uverili. Ale ako je to naozaj? 2 897
  5. Plug-in, hybrid alebo elektromobil? Poradíme, ako správne vybrať 2 004
  6. Pivovar Šariš podporí cestovný ruch v Prešovskom kraji 1 350
  7. Kedy sa refinancovanie oplatí? 1 307
  8. Bývajte v budove, po ktorej sa prechádzal Schöne Náci 1 102
  9. Novinka v realitnom biznise! Zatiaľ dostupné len v Grand Koliba 1 037
  10. FemFest 2017 ponúkne beh na opätkoch i koncert známej speváčky 628

Téma: Naši najšikovnejší vedci


Článok je zaradený aj do ďalších tém Víkend

Hlavné správy zo Sme.sk

KOMENTÁRE

Alternatíva pre Nemecko skutočnú alternatívu neponúka

Merkelová voľby vyhrala a ostáva mocná. Európa je naozaj vďačná.

DOMOV

Aké stíhačky môžeme a ktoré ponuky sú nereálne?

Rozhodovať sa bude len medzi gripenmi a stíhačkami F-16.

Neprehliadnite tiež

Astronautka z NASA: Vieme, že sa niečo pokazí

Astronautka Dorothy Metcalf-Lindenburgerová hovorí, ako vyzerá tréning v NASA a ako sa astronauti pripravujú na zlyhania.

Rozšírená realita je zábavná aj užitočná. Skúste tieto aplikácie pre iPhone a iPad

Nová aktualizácia iOS 11 pre mobilné zariadenia od Apple priniesla aj ARKit. V ponuke sú prvé aplikácie a je s nimi zábava.

TECH_FM

Kontroverzný objav naznačuje, že praľudia sa mohli vyvinúť v Európe

Stopy dávneho tvora mätú vedcov. Odborníci sa sporia, komu patrili.

Strašia vás baktérie na mobile? Vymysleli, ako sa ich zbaviť

Nová nabíjačka dezinfikuje mobily, používa ultrafialové žiarenie.