Dědičné vlastnosti získáváme rovným dílem od otce i matky. Toto tvrzení však neplatí zcela beze zbytku – výjimkou je totiž dědičná informace mitochondrií. Tu získáváme výhradně od matky, protože spermie sice mitochondrie obsahuje, ale při oplodnění je do vajíčka nepředává. Ve srovnání se zbytkem dědičné informace tvořené třemi miliardami písmen genetického kódu a 23 000 genů je mitochondriální dědičná informace titěrná. Tvoří ji pouhých 16 569 písmen genetického kódu a 37 genů. Ale to neubírá tzv. mitochondriální DNA (mtDNA) na důležitosti. Poruchy mtDNA mají na svědomí řadu závažných onemocnění, protože mitochondrie sehrávají v buňkách důležitou roli při výrobě energie potřebné pro základní životní pochody.
Při prvním dělení embryo funguje díky výbavě, kterou mu připravila matka – konkrétně díky bílkovinám a mateřským molekulám mRNA, které byly uloženy ve vajíčku ještě před oplozením. Až když se embryo rozdělí na čtyři buňky, začne využívat „většinovou“ dědičnou informaci. Jak je to ale s dědičnou informací mitochondrií? Potřebují ji vajíčka a embrya? Jak ukázal výzkum týmu vědců z Lékařské fakulty v Plzni ve studii, jež právě vyšla ve vědeckém časopise FASEB Journal, je mtDNA „zbytná“ nejen pro vajíčko, ale také pro embryo, a to po nečekaně dlouhou dobu. V experimentech na myších vědecký tým zjistil, že si vajíčka zajistí celou přípravu na oplození bez mtDNA a podobně bez ní zvládá všechna úskalí vývoje také embryo. Dědičnou informaci mitochondrií začíná zárodek využívat až při implantaci, kdy se spojuje s dělohou matky a začne vytvářet placentu.
„To je skutečně překvapivé zjištění, které nám odhalilo kritický moment aktivace mitochondriálního genomu, který ve vývoji embryí nastává později, než jsme si mysleli,“ říká Kateřina Grygarová, studentka a členka vědeckého týmu.
Implantace představuje jednu z kritických etap vývoje embrya a její selhání patří k významným příčinám lidské neplodnosti. Ve studiích na myším modelu sehrávají mitochondrie při implantaci – tedy „uhnízdění“ zárodku – zásadní roli. Pokud jejich DNA nezačne v pravý moment fungovat, znamená to pro embryo neodvratný zánik. Pokud by se podobná souvislost potvrdila i u člověka, mohlo by to nabídnout nové kritérium pro výběr embryí při umělém oplodnění (IVF) nebo cíl pro diagnostické testy sledující připravenost embrya na implantaci. Místo hodnocení pouze podle vzhledu nebo počtu buněk bychom tak mohli zohledňovat i mitochondriální aktivitu. Další výzkum úlohy mitochondriální DNA proto může přispět k objasnění poruch plodnosti, které postihují přibližně každý pátý partnerský pár a jejichž příčiny v mnoha případech stále neznáme.
Odkaz na článek ve FASEB Journal >
Kontakt:
Jan Nevoral
Lékařská fakulta v Plzni
Univerzita Karlova
alej Svobody 76
323 00 Plzeň
Tel.: +420 721 726 741
jan.nevoral@lfp.cuni.cz
