HR Excellence in Science
Datum: 30.03.2022

Jak se vypínají geny

I jednovaječná dvojčata, jejichž DNA je do posledního písmenka stejná, se mohou fyzicky lišit - záleží na tom, jestli budou mít "vypnuté" (a "zapnuté") ty samé geny. I přestože tedy příslušný gen ve svých buňkách máte, neznamená to ještě, že se u vás projeví. Způsobů "vypnutí" genů je celá řada, jeden z nich se v průběhu evoluce zachoval překvapivě jak u rostlin, tak i živočichů. To, jakým způsobem funguje, zkoumá tým doktorky Ivy Mozgové z Ústavu molekulární biologie rostlin Biologického centra AV ČR. Jejich přehledová práce vyšla jako titulní článek v aktuálním čísle vědeckého časopisu Epigenomes.

Kromě bakterií a jim podobných organizmů, je DNA všech ostatních druhů uložená v jádře buněk.  Jelikož je to často poměrně dlouhá molekula, je sbalena speciálním způsobem za pomoci nejrůznějších bílkovin. Míra sbalení zároveň řídí to, jestli bude genetická informace v DNA využita nebo ne – pokud je v daném místě sbalení pevné, buňka takovéto místo nemůže přečíst, a příslušný gen je „vypnut“. Díky tomu můžeme nalézt třeba jednovaječná dvojčata, z nichž jedno je barvoslepé, ale druhé vidí normálně, ačkoliv jejich DNA je stejná do posledního písmenka.
 
Vypnutí a zapnutí genů se liší mezi buňkami různých orgánů jednoho a téhož člověka a může se také měnit podle aktuální potřeby buněk, vlivem prostředí nebo s věkem. Způsob, jakým se geny vypínají a zapínají, studuje poměrně mladý obor: epigenetika. Na Biologickém centru AV ČR se tomuto výzkumu věnuje laboratoř Ivy Mozgové. Její tým už pomohl poodhalit, že třeba jeden ze způsobů vypínání genů se v evoluci zachovává a je stejný nejen u rostlin a živočichů, ale i u jednobuněčných hub, nálevníků či řas. „Vypínání řídí speciální bílkovinný komplex označovaný zkratkou PRC2 (z anglického „polycomb repressive complex 2“), který například rostlinám umožňuje správně reagovat na světlo nebo vytvářet listy, květy a semena,“ vysvětluje Iva Mozgová.
 

Obrázek: Složení klíčové části komplexu PRC2 u různých jednobuněčných a mnohobuněčných organizmů.
 
 
 Výzkum vypínání a zapínání genů ovšem není jen samoúčelná práce vědců. Poznání, jak tyto jevy fungují, by se dalo využít i v budoucnosti. „Tato znalost nám osvětlí nejen, proč různé rostliny reagují rozdílně na stres prostředí, ale také poodhalí, jak bychom mohli v budoucnosti přispět ke zvýšení jejich odolnosti nebo produktivitě,“ doplňuje Iva Mozgová.
 
V nejnovějším přehledovém článku, který vyšel jako "Cover story" březnového čísla vědeckého časopisu Epigenomes, spolu s kolegy shrnují nejen současné znalosti o tom, jak PRC2 funguje u různých organizmů, ale poodhalují také, jakým způsobem se vypínání genů mohlo vyvíjet.  Zároveň shrnují, jaké otázky budou důležité nejen pro další výzkum, ale i pro případné využití těchto znalostí v budoucnosti.
 
Publikace: 
Vijayanathan M., Trejo Arellano M., Mozgová I. (2022) Polycomb Repressive Complex 2 in Eukaryotes—An Evolutionary Perspective Epigenomes 6: 3. DOI: 10.3390/epigenomes6010003
 
K dalšímu čtení:
Zpět

 

KONTAKT

Biologické centrum AV ČR, v.v.i.
Branišovská 1160/31
370 05 České Budějovice
Datová schránka: r84nds8

 

+420 387 775 111 (ústředna)
+420 387 775 051 (sekretariát)
+420 778 468 552 (pro média)

NAJÍT PRACOVNÍKA

Biologické centrum Google mapa

Přihlášení do intranetu

Pro přihlášení do intranetu zadejte Vaše přihlašovací údaje

×