Zombie gény fungujú aj po smrti

30. dec. 2019 • Prírodné vedy

Zombie gény fungujú aj po smrti

Biológovia donedávna predpokladali, že gény mŕtveho organizmu, rovnako ako jeho bunky, pomaly ukončujú svoju činnosť. Niektoré, tzv. zombie gény, sa však „prebudia“ a niekoľko hodín sú ešte aktívnejšie ako počas života.

Zjednodušene povedané sú gény základné jednotky genetickej informácie pozostávajúcej z nukleotidov, čiže základných stavebných tehličiek nukleových kyselín, najčastejšie deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) a v prípade vírusov ribonukleovej kyseliny (RNA) a zodpovedajú za znaky a vlastnosti organizmov. Gény sa môžu líšiť počtom nukleotidov/stavebných tehličiek (napr. ten najmenší môže pozostávať len z jedného páru nukleotidov); môžu byť funkčné a nefunkčné (gény bez funkcie sú nazývané pseudogény); môžu patriť do skupiny génov s malým alebo veľkým účinkom, ale aj k tzv. zombie génom, ktoré záhadne fungujú po smrti svojho nositeľa.

Smrťou všetko nekončí

Smrť človeka predstavuje stav, keď jeho pľúca prestanú dýchať, srdce prestane biť, krv prestane prúdiť, zastaví sa mozgová činnosť. Biológovia donedávna predpokladali, že tak ako bunky mŕtveho organizmu, aj gény vtedy pomaly ukončujú svoju činnosť. Prelomový výskum európskych a amerických vedeckých tímov však prekvapivo odhalil, že niektoré gény sa práve vtedy „prebudia“ a niekoľko hodín po smrti sú ešte aktívnejšie ako počas života. Gén je totiž aktívny, keď sa transkribuje (prepisuje) z poradia báz (základných stavebných tehličiek) deoxyribonukleovej kyseliny (DNA) do mediátorovej ribonukleovej kyseliny (mRNA), ktorá sa preto v odbornom slangu nazýva RNA transkripttranslatuje (prekladá)do polypeptidu alebo proteínu. Odborníci tento druh génov pod vplyvom pop kultúry nazvali zombie gény a ich výskumu sa venujú viaceré vedecké pracoviská. Pôvodne sa fenomén zombie odvodzoval od náboženského kultu voodoo, ktorý mal svoje korene na Haiti a pomocou rituálov bielej a čiernej mágie, ale aj omamných látok dokázal meniť ľudí na bábky zvané zombie, ktoré slepo vykonávali príkazy šamanov nazývaných bokori. Takto boli „vykreslené“ osoby zbedačené voodoo rituálmi aj v americkom filme „Putovala som so zombie“ (I walked with Zombie), ktorý režíroval v roku 1943 Američan Jacques Tourneur. Pojem zombi alebo zombia však rozšíril jeden z predstaviteľov tzv. stratenej generácie - americký okultista, dobrodruh a spisovateľ William Seabrook (1884 – 1945) prostredníctvom  knihy „Magický ostrov“ (The Magic Island).

 Zombie gény vedci pozorovali aj v mŕtvych akváriových rybičkách (Danio rerio), ľudovo nazývaných zebričky

Zombie gény vedci pozorovali aj v mŕtvych akváriových rybičkách (Danio rerio), ľudovo nazývaných zebričky 

Ktoré gény ožívajú prednostne?

Ide predovšetkým o gény zodpovedné za fetálny (plodový) vývoj, (ktoré obyčajne prestanú fungovať hneď po narodení jedinca), ako aj gény spojené so stresom, obranyschopnosťou, zápalovými reakciami, regulovanou bunkovou smrťou (apoptózou), transportom látok a rakovinou. Tieto gény boli prekvapivo aktívne aj 48 hodín po smrti experimentálnych zvierat. Vedci Peter Noble a Alex Pozhitkov sa na Washingtonskej univerzite v Seattli zamerali na výskum postmortálnej (posmrtnej) aktivity molekúl mRNA (t. j. transkriptom, čiže prepisom génov) v orgánoch myší a akváriových rybičiek ľudovo nazývaných zebričky (Danio rerio). Bezprostredne po ich smrti analyzovali tzv. thanatotranskriptóm (thanatos = grécky výraz pre smrť), t. j. množstvo transkriptov RNA v rámci postmortálnej génovej expresie vo vzorkách odobratých z mozgu a pečene. V článku uverejnenom v Open Biology  roku 2017 čitateľov informovali, že napriek tomu, žesa celkové množstvo molekúl mRNA znížilo, po smrti sa „prebudili“ stovky génov, pričom mnohé z nich boli aktívnejšie, ako počas života. Napríklad sa zvýšila aktivita 548 génov v orgánoch akváriových rybičiek a 515 myšacích génov. V časopise Nature Communications v roku 2018 tým vedcov pod taktovkou Pedra G. Ferreiru potvrdil, že v skúmaných posmrtných vzorkách ľudských tkanív menili stovky génov svoju postmortálnu expresiu.

Zúfalý boj o kyslík a živiny

Znamená to, že v bunkách mŕtveho tela zostáva po určitú dobu dostatok energie a bunkových aktivít na to, aby sa biologický život hneď po smrti nezastavil a aby mohli zombie gény ešte efektívne fungovať. Zvýšená aktivita niektorých zombie génov je viac-menej logická, pretože výrazným stresovým faktorom je po smrti organizmu nedostatok živín a kyslíka. Zombie gény spojené s transportom látok sa preto „zúfalo snažia“ obnoviť ich prísun. Začínajúci sa rozklad tkanív po smrti zase môže spustiť zápalové reakcie, pričom iné procesy/signálne dráhy „sa snažia“ ich za každú cenu zastaviť. Génová aktivita spojená s nádorovým bujnením pravdepodobne súvisí so zrútením a deštrukciou bunkových procesov, ktoré sú počas života dôsledne regulované, pričom oživené zombie gény spojené s apoptózou (geneticky regulovanou bunkovou smrťou) sa svojou automatickou eliminačnou (odstraňujúcou) aktivitou „snažia“ deštrukciu zastaviť. Najnečakanejšia je však aktivita zombie génov spojených s vývojom plodu. Tie sa asi po smrti spúšťajú omylom, keď prestanú fungovať regulačné mechanizmy, ktoré ich po narodení držia vypnuté. Odrazom posmrtnej deštrukcie a anarchie v organizme, ktorý počas života funguje ako systém, je aj neštandardná posmrtná aktivita regulačných génov.

Ako môžu byť užitočné?

Podľa odborného magazínu Cell Reports z roku 2018 pri poškodení DNA nielen u živočíchov (napríklad slonov), ale aj u človeka sa môžu prebudiť zombie apoptické gény, ktorých aktivita spôsobuje odumretie poškodenej bunky, a tak mutáciou pozmenená DNA nemá šancu stimulovať proces karcinogenézy a spôsobovať rakovinu. Aj keď to znie trochu prehnane, tento poznatok sa iste v budúcnosti využije v prospech človeka tak, aby nepodľahol rakovine. Zmeny postmortálnej génovej expresie u ľudí našli už reálne praktické uplatnenie v oblasti foréznych vied. Na základe posmrtných zmien génovej expresie sú v súčasnosti niektorí odborníci schopní presne stanoviť čas smrti jedinca, čo má veľký význam pri vyšetrovaní závažných trestných činov. Každý človek si počas života nesie svoj „uzlík“ génov zodpovedných za jeho správanie, charakter, výzor, nadobúdanie osobných poznatkov, pozitívnych i  negatívnych skúseností atď. Podľa jeho obsahu, ktorého dosah sa človek niekedy pokúša zámerne modifikovať, často posudzuje a občas viní okolitý svet. V skutočnosti posudzuje a viní sám seba. Napriek tomu, že môže zmeniť svoj výzor, trochu aj svoj charakter (aj keď gény ho veľmi „nepustia“) na jednu zásadnú vec – aktivitu zombie génov, nemá žiaden dosah. Dôsledky ich fungovania po smrti už nemôže nijako ovplyvniť a  korigovať. Avšak na tom mu už vlastne ani nezáleží...

História slova gén:

  • Otec genetiky – J. G. Mendel (1822 – 1884) nepoznal termín gén, ale jednotkový faktor, ktorý zodpovedal za určitý znak, napr. sfarbenie kvetu hrachu.
  • Termín gén zaviedol v roku 1909 dánsky botanik a rastlinný genetik Wilhelm Johannson (1857 – 1927).
  • Seymour Benzer (1921 – 2007), americký vedec (pôvodne fyzik, neskôr molekulárny biológ) prišiel s nápadom pomenovať gén (presnejšie oblasť génu kódujúcu jeden polypeptid) pojmom cistrón. Tento termín v súčasnosti sporadicky používa len skupina odborníkov. Väčšina genetikov uprednostňuje klasický termín gén.

Autor: prof. RNDr. Eva Miadoková, DrSc., Katedra genetiky Prírodovedeckej fakulty Univerzity Komenského v Bratislave

Ilustračné foto: Pixabay, Creativecommon

Spracovala: GC

Súvisiace:

Hore
Bratislavská vedecká cukráreň
Aurelium - centrum vedy
Quark_2020
Veda v Centre
TAG Slovenská veda
kúpa časopisov jún 2016
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Pištoľové krevety sú zaujímavé morské kôrovce s jediným veľkým klepetom.
Zistite viac