BRATISLAVA. Bola to vlastne náhoda. Slovenskí vedci skúmali drobné organizmy – kvasinky. Medzi nimi aj patogénny druh Magnusiomyces capitatus, ktorý býva bežnou súčasťou našich domácností. Žije napríklad aj v umývačkách riadu.
Tím z Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského sa rozhodol, že preskúma ich mitochondriálnu DNA. Vtedy si slovenskí biológovia všimli zvláštny fenomén, o ktorom v prípade týchto mikróbov nikto nikdy nehovoril.
Odohráva sa v okamihu, keď údaje z takzvanej mRNA, ktorá prenáša informácie z DNA, dekódujú takzvané ribozómy. Sú to akési bunkové továrne, ktoré pre samotnú bunku vyrábajú potrebné bielkoviny a riadia sa pritom plánmi z DNA. Práve pri výrobe preskakovali časť pôvodných plánov, čo vedci nazývajú obchádzaním.
Medzinárodný tím
Vďaka medzinárodnej spolupráci s kanadskými vedcami a odborníkmi z SAV a ďalších pracovísk univerzity bola výsledkom štúdia v prestížnom odbornom magazíne Proceedings of the National Academy of Sciences. Jej prvými dvoma autorkami sú slovenské doktorandky Michaela Jakúbková a Eva Hegedüsová.
„Inšpirovali sme sa objavom, ktorý sa stal pred dvadsiatimi piatimi rokmi,“ opisuje biochemik Jozef Nosek, ktorý výskum a experimenty navrhol. „V jednom géne bakteriofága T4 je úsek, ktorý sa počas syntézy proteínu ignoruje. No za tých dvadsaťpäť rokov nebol objavený žiadny podobný element.“
Znamenalo to, že pred desaťročiami narazili vedci v jednoduchom genóme špecializovaného vírusu napádajúceho baktérie na časť, ktorá sa pri tvorbe bielkovín preskakuje. Nikto však nič podobné nevidel pri zložitejších, eukaryotických organizmoch, medzi ktoré patrí aj človek. Až kým si podstatnú anomáliu nevšimol slovensko-kanadský tím.
Výsledkom bolo, že v mitochondriách kvasinky objavili až 81 takýchto zvláštnych elementov. A nielen to, výskumníci zistili, že tieto preskakované miesta sa dokážu šíriť a presúvať do iných génov, pričom sa správajú podobne ako takzvané sebecké gény. Narazili na ne aj pri ďalších druhoch organizmov.
„Podobné elementy sme objavili aj v mitochondriách pekárskej kvasinky,“ vysvetľuje Nosek. „Mobilita do nových miest, rýchle zmeny v sekvencii, ale aj možnosť prepísania do sekvencie proteínu môžu viesť k dramatickým zmenám. Za istých okolností môžu byť pre organizmus výhodné.“
Aj u človeka?
Vedci teraz špekulujú, že podobný fenomén by sa mohol odohrávať aj v tele človeka, dosiaľ naň však nikto nenarazil.
„Je však veľmi pravdepodobné, že podobné elementy budú objavené aj v ďalších organizmoch,“ uzatvára Nosek. „Je možné, že sú aj v ľudskom genóme, len si ich zatiaľ nik nevšimol. Túto sekvenciu genómu poznáme už viac ako desať rokov, no v mori dát musíte vedieť, čo máte hľadať.“
Vedecký stĺpček: Slovenská veda oslavuje
Slovenská veda v apríli oslavovala ďalší úspech. Jeden z najprestížnejších vedeckých časopisov uverejnil štúdiu tímu Jozefa Noseka.
Štúdia potvrdila už dávnejšie objavený fenomén, pri ktorom ribozómy neprepisujú genetickú informáciu z celej mediátorovej RNA do proteínov, ale vedome jej časť jednoducho „preskočia“. Iba pripomínam, že RNA je molekula, ktorá prenáša genetickú informáciu z DNA na syntézu proteínov, ktorá sa uskutočňuje na ribozómoch.
Nosek so svojím tímom v prestížnom článku špekuluje, že tento fenomén mohol hrať dôležitú úlohu pri evolúcii organizmov, kde mohol byť jedným z nástrojov vzniku obrovskej diverzity proteínov. Napríklad človek nesie vo svojej DNA približne 20-tisíc génov.
Ale keby sa každý gén prepísal iba do jedného proteínu - ako sa pôvodne myslelo - tak by človek mohol mať maximálne 20-tisíc proteínov. Ale opak je pravda a človek má v sebe stovky tisíc rôznych proteínov.
Práve článok slovenského tímu opisuje jeden z mechanizmov, ako je to vôbec možné. Môžeme znova konštatovať, že čím viac vieme, tým viac zisťujeme, koľko toho nevieme. Alebo inak, že čím viac vedomostí máme o procesoch prebiehajúcich v organizmoch, tým viac spoznávame veci, o ktorých existencii iba tušíme.
A to je výzva pre mladých ľudí, ktorí sa rozhodujú o svojom povolaní - poďte sa venovať vede. Je veľa dôležitých objavov, ktoré iba čakajú na svojich objaviteľov.
Martin Hajduch, biológ
