Transpozony - pohybliví genomoví paraziti

Profesor Klaus Förstemann z genetického centra univerzity v Mnichově The Gene Center of Ludwig-Maxmillians Universität (LMU) in Munich a tým badatelů, kteří pracující s ovocnou muškou Octomilkou obecnou (Drosophila melanogaster), odkryly nový typ buněčné obrany, který jedná proti sekvencím DNA nacházející se ve velké míře u kopií uvnitř buňky, i když se nezačlenily do genomu. Malé molekuly RNA (třída nukleové kyseliny úzce související s genetickým materiálem DNA) hraje hlavní roli. "Transpozony jsou tak říkajíc genomoví paraziti", vysvětluje Förstermann. "Jestliže se mohou rozrůstat, může se stát genom nestabilním nebo může dojít k vývoji rakovin. Chtěli bychom zjistit, zda tento nově objevený obranný mechanismus vlastní i savčí buňky a dokonale objasnit, jak vše funguje."

Transpozony představují významnou část genomů u většiny vyšších organismů. Skutečně je odhadováno, že tyto mobilní elementy, které zahrnují jeden nebo více genů, tvoří až polovinu genetického materiálu. "Toto dokazuje", říká Förstermann, " že ne vždy je možné zkrotit tyto sobecké genetické elementy, i když byly vyvinuty vysoce schopné mechanismy obrany. Například, v zárodečných buňkách, které jsou potřebné pro reprodukci, systém takzvaných piRNA zabezpečuje, že je činnost transpozonů potlačena - ale jen když jsou tyto RNA přenesené z matky. Porucha tohoto systému obvykle vede k drastickému snížení plodnosti potomků.

Zárodečné buňky jsou ideálním cílem pro transpozony, protože tyto buňky vynechávají jejich genetický materiál - spolu s integrovanými mobilními elementy - na všech buňkách potomků. Ale i normální tělesné (somatické) buňky mohou být napadeny transpozony. Například, jisté viry nesou transpozony ve svých genomech a uvádějí je tak do hostitelských buněk, které nakazily. Proto musí být činnost transpozonů potlačena také v somatických buňkách. Nově takzvané endo-siRNA, které tuto funkci vykonávají, byly objeveny v oné ovocné mušce. Podobná třída byla nalezena také u myší.

Prostřednictvím procesu nazývaného RNA interference, ony siRNA umožňují buňkám rozpoznávat a také zničit posly RNA odvozené z transpozonů. Badatelé z Förstermannového týmu byli schopni identifikovat protein, který je podstatným pro produkci endo-siRNA. Ukázalo se, že toto je dříve neznámá obměna proteinu Loquacious. V Octomilce je Loquacious "připevněn" k specifickým molekulám RNA, které slouží jako předchůdci (prekurzory) endo-siRNA. Mimoto, tým také zdůraznil zcela novou budoucnost tohoto systému: represe činnosti transpozonu byla také zjistitelná, když mnohonásobné kopie mobilních elementů byly přítomny v buňce, ale ještě nebyly začleněny do genomu.

Fenomén interference RNA spatřil světlo světa jen nedávno, ale již se stal ustanoveným a uznávaným polem studií. Díky většímu počtu současných objevů, známý soubor RNA se začal rozrůstat. Jak Förstermann zdůrazňuje, "je proto obzvláště důležité rozlišovat mezi rozličnými molekulárními třídami, pokud jde o jejich režimy syntézy a specifické funkce."

Není to samozřejmě jednoduchá úloha, protože všechny molekuly mají podobnou velikost a chemicky jsou prakticky nerozeznatelné. "Nyní budeme testovat, zda mechanismus, který jsme objevily v Octomilce, existuje také v buňkách savčích. Také bychom rádi věděli, jak je tento mechanismus zaměřený proti sekvencím nacházející se ve velké řadě kopií."

Zdroj: www.eurekalert.org