Sciencemag.cz
Doporučujeme
Endogenní retroviry, které před miliony let napadly naše předky a staly se součástí lidské DNA, již zásluhou evoluce nevyvolávají v našich organismech infekci, ale některé jejich geny nám naopak prospívají.
Stávají se totiž předlohou syntézy několika bílkovin obohacujících buňky o nové nepostradatelné funkce. Na „nepravých místech“ však může tato jinde vítaná životodárná schopnost působit kontraproduktivně a naše zdraví ohrožovat. Tým virologů vedený Dr. Jiřím Hejnarem z Ústavu molekulární genetiky AV ČR nyní popsal mechanismy, které tyto procesy v našem těle regulují.
Mezi zmíněné bílkoviny patří i syncytin-1 a -2, původně retrovirové obalové glykoproteiny, které měly za úkol splynutí virové částice s hostitelskou buňkou. Oba syncytiny se nacházejí na povrchu specializovaných buněk placenty a svojí aktivitou nutí tyto buňky k fúzi. V oblasti kontaktu s děložní sliznicí tak vzniká vrstva splynutých buněk, která je zcela nezbytná pro správnou výměnu živin a plynů mezi krevními oběhy matky a plodu. Snížené množství syncytinu-1 v buňkách placenty pozorujeme u těžkých komplikací těhotenství (tzv. preeklampsie) způsobených špatným zásobováním plodu kyslíkem a živinami. Zatímco v placentě je přítomnost syncytinů nezbytná, v ostatních tkáních nejsou tyto proteiny žádoucí a splývání buněk mimo placentu by mohlo vést k poruchám. Přítomnost syncytinu-1 byla např. prokázána v mozku pacientů s roztroušenou sklerózou. Je zřejmé, že organismus musí tvorbu syncytinů velmi striktně usměrňovat.
Jak však taková regulace probíhá? Informace z genové deoxyribonukleové kyseliny (DNA) je v procesu zvaném transkripce přepsána do ribonukleové kyseliny (RNA), která je následně upravena (sestřižena) a poté použita jako předloha pro produkci příslušné bílkoviny, v našem případě syncytinu. Vědecký tým Dr. Hejnara ukázal, že regulace genů pro syncytiny spočívá v chemických úpravách (methylace DNA, methylace histonů) řídících částí genů. Tyto úpravy brání přepisu genů do RNA, a tudíž i následné syntéze syncytinu.
Druhou úrovní regulace je sestřih, který správně funguje jen v placentě. Nesestřižené molekuly RNA, pokud by i přes první bariéru vznikly v buňkách mimo placentu, nemohou být použity pro tvorbu syncytinů. V této souvislosti hraje významnou roli i zjištění, že syncytinová RNA je úspěšně přepisována i sestřihována v nádorech zárodečné linie (seminom, choriokarcinom, smíšený germinální karcinom). Deregulace syncytinu-1 zde tedy může umocňovat zhoubný potenciál nádorů.
„Popsané výsledky významně přispívají k lepšímu porozumění tkáňově-specifické regulace syncytinů. Nové poznatky o regulaci těchto proteinů by mohly být využity k upřesnění klasifikace nádorů stejně jako v diagnostice, prevenci či léčbě poruch placenty, které zůstávají závažnou komplikací těhotenství i ve vyspělých zemích. V teoretické rovině se jedná o názornou ukázku procesu, jímž jsou původně virové geny přizpůsobovány novým buněčným funkcím. Podobný proces proběhl v historii savců nezávisle ve všech vývojových liniích s dokonalým typem placenty, jako jsou primáti, hlodavci a šelmy. Evoluce nás neustále udivuje tím, jak dokáže pracovat i s genetickým odpadem pocházejícím z nebezpečných parazitů,“ vysvětluje Dr. Jiří Hejnar.
Trejbalová K., Blažková J., Matoušková M., Kučerová D., Pecnová L., Vernerová Z., Heráček J., Hirsch I., Hejnar J. Epigenetic regulation of transcription and splicing of syncytins, fusogenic glycoproteins of retroviral origin. Nucleic Acids Research 2011 39(20):8728-39.
