Každý človek, každé zviera, vták ryba, hmyz …Jednoducho všetko živé pochádza z jedinej bunky – oplodneného vajíčka, ktoré dáva vzniknúť skupine embryonálnych kmeňových buniek. O vývoji plodu vieme v súčasnosti naozaj dosť- vieme, ako hŕstka mikroskopických kmeňových buniek vytvorí srdce, pľúca, mozog a tak ďalej… Ale posledné výskumy ukazujú, že celý proces je oveľa tajuplnejší. Dalo by sa dokonca povedať- mystický.

 

Samozrejme, biológovia vždy hovorili, že v embryonálnych bunkách sa neustále aktivujú génové prepínače, ktoré riadia vývoj. Ten v jednom okamihu niektoré gény uvedie do chodu, a iné do stavu pokoja, pričom ich aktivita je v jednotlivých bunkách rozličná.

Problém však bolo to, že po dlhú dobu nikto nedokázal monitorovať kompletné údaje v molekulách embrya a ich zmeny, ktoré sa v nich dejú.  Zostalo len dúfať, že vývoj vedeckých metód toto raz umožní a zázrak života bude úplne objasnený. A to sa, ako mnohí dúfajú, stalo práve teraz.

Prevratné experimenty

V časopise Science boli publikované tri články, v ktorých je presne ilustrovaný vývoj embryí do najmenších podrobností. Pritom využil embrya ryby  Danio rerio (zebrafish) a žaby.
Ako je známe, genetickej informácie z DNA sa najprv skopírujú do molekuly RNA (alebo skôr v mRNA, nakoľko RNA je mnoho druhov), a potom sa RNA-proteín začne deliť.  Mnoho RNA kópií sa syntetizuje na aktívnych génoch, pričom len málo génov je neaktívnych; Preto, aby sa vyhodnotila genetická aktivita v bunke, je potrebné porovnať množstvo RNA z rôznych génov v ňom uložených.

V posledných rokoch, sa biológovia naučili počítať molekuly RNA v jednej bunke – niečo, čo je nevyhnutné, ak chceme vedieť, ako sa embryonálne bunky postupne menia. Výskumní pracovníci z Harvardu sedemkrát monitorovali rybie zárodky v raných fázach vývoja (od 4 hodín do 24 hodín po oplodnení). Následne ich rozložili do samostatných buniek a každá bunka si načítala vlastnú sekvenciu RNA.

Proces vývoja

Okrem toho embryá od začiatku označili so špeciálnymi značkami v podobe kúskov DNA s jedinečnými sekvenciami – pri rozdelení bunky, ktoré sú stále niektorý tú či onú značku DNA, takže asi každá bunka by mohli identifikovať jej pôvod. Celkovo bolo potrebné analyzovať približne 92 000 buniek; ale v dôsledku toho bolo možné pochopiť, ako sa aktivita génov v bunkách s rôznymi rodokmeňmi mení počas prvého dňa vývoja embryí.
V ďalšom experimente boli rovnaké rybie embryá analyzované v ešte skorších štádiách vývoja: každých 45 minút počas prvých deviatich hodín života. Tu bolo cieľom identifikovať podobnosti a rozdiely v génovej aktivity medzi bunkami z rôznych smerov – úloha je to veľmi ťažká, keď si uvedomíte, že 25 typov buniek sa objavia počas niekoľkých prvých hodín života v zárodku.

Prekvapivé výsledky

Napokon, embryá žaby boli odobraté desaťkrát po piatich až dvadsiatich dvoch hodinách po oplodnení a tiež rozložené do buniek – tu sa analyzovala RNA približne v 137 000 bunkách. Výsledky priniesli niekoľko prekvapení. Kedysi sa verilo, že keď sa bunka vyberie konkrétnu cestu rozvoja, nemôže vrátiť  – to znamená, že ak spustíte, svalové program ‘, potomkov také bunky, bude určite snažiť, aby sa stal sval. Ale v embryách rýb sa nachádzali bunky, ktoré sa podarilo prejsť na nejakej strednej ceste, dokázali prechádzať z jedného diferenciálneho programu do druhého.

Na druhej strane sa zistilo, že vo fáze úplne nesformované embrya, kedy sa jedná len o bunečný zhluk, bunky sú už majú určený svoj vlastný účel.

Predpokladá sa, že do určitého bodu vo vývoji stavovcov prebieha proces  podobným spôsobom – a niektoré z kľúčových génov v oboch embryí naozaj fungujú rovnakým spôsobom. Rozdiely sú však oveľa väčšie, ako očakávali výskumníci. A konečne, mutácie, ktoré sú špecificky zavedené do genómu embryá vedie k tomu, že embryo je zbavené celej skupiny buniek – ale zároveň ďalšie bunky v ňom pracovali správne, aj keď mutácie mala vplyv na všetky z nich.
Ale v každom prípade, bez ohľadu na to, aké prekvapenie ďalej na biológov čakajú, vidíme, že nové metódy umožňujú, aby do konca pochopiť “mysticizmus” embryonálneho vývoja. Lebo čím viac budeme tento proces poznať, tým je väčšia pravdepodobnosť, že zabránime prepuknutiu vrodených genetických ochorení už v ich zárodku.

 

Zdroj: neveroyatno.info | Foto: neveroyatno.info; commons.wikimedia.org; pixabay.com; en.wikipedia.org;flickr.com

Hľadáte prácu? Skúste www.NovyJob.sk

Potrebujete nejakú službu? Skúste www.Sluzbomat.sk

Katarína B
Som rozdvojená osobnosť...Navonok racionálna, spoľahlivá a rozumná...Vo svojom vnútri, ale skrývam bláznivú čarodejnicu priťahovanú všetkým nadprirodzeným a nevysvetliteľným. Žiadnemu tajomstvu nedokážem odolať, žiadna teória nie je dostatočne šialená...