Úvod » Tagy » embryo » Úsvit života

Úsvit života

Přidat do mého PORTu

11. 11. 2009

Úsvit života

Jak se z jediné buňky vyvine celý živočich? Jak vznikají buňky specializované na svůj úkol? A jak buňky poznají, kde se mají usadit, aby vytvořily celý funkční orgán? Odpovědět na tyto zapeklité otázky by měl výzkum v basilejském Biocentru, který podporuje Evropská komise. Předmětem studia jsou akvarijní rybičky známé jako Danio pruhované, neboli zebřičky. Jejich množení je jednoduché, z jikry do pulce se vyvinou za tři dny, což je pro výzkum nesmírně užitečné. Avšak mnohem důležitější je skutečnost, že vývoj probíhá ve vodě a embryo je průhledné, takže je možné pozorovat vznik orgánů. Výsledky výzkumu jsou neocenitelné – mimo jiné přispějí i k účinnějšímu způsobu léčby rakoviny.

Jak se z jediné buňky může vyvinout celý živočich? Jak se buňky specializují na jediný úkol? A jak buňky poznají, kde se mají usadit, aby vytvořily celý funkční orgán? Odpovědět na tyto zapeklité otázky by měl výzkum v basilejském Biocentru. Vědci se tu zaměřili na vývoj akvarijních rybiček, zvaných Danio pruhované, nebo také zebřičky. Jsou to čilé hejnové rybky, které se hodí i do malého akvária.

Množení těchto rybiček je jednoduché, potěr se líhne maximálně za tři dny, což je pro výzkum nesmírně užitečné. Avšak ještě mnohem důležitější je skutečnost, že embryonální vývoj probíhá ve vodě a po celou dobu vývoje je jikra dokonale průhledná. Proto je možné pozorovat vznik orgánů a pomocí speciálního mikroskopu jej pak i natočit.

Prof. Markus Affolter, Biozentrum, Basilej: Ze všeho nejvíc nás zajímá, jak rostou cévy. Embrya jsou průhledná a my jsme schopni shromáždit stovky takových embryí za den.

Za ideálních podmínek samička naklade padesát až sto jiker najednou. Ty pak klesnou na dno, kde je oplodní sameček. Do jiker o velikosti poloviny milimetru se vpraví speciální fluorescenční DNA, která v pozdějších stadiích umožní studovat vývoj cév.

Embrya by měla být ve stadiu jedné, maximálně čtyř buněk. Jehla vpravuje obarvený roztok, takže je možné posoudit, jestli do jikry proniklo dostatečné množství tekutiny. V buňkách vzniknou proteiny, které se po ozáření UV světlem rozsvítí. Takto se vznikající cévy zviditelní na celou dobu embryonálního vývoje.

Prof. Markus Affolter, Biozentrum, Basilej: Doufáme, že poprvé uvidíme vývoj orgánů na buněčné úrovni. Orgány obsahují tisíce buněk – někdy stovky tisíc a milióny. Ale základním stavebním kamenem stále zůstává buňka. Chceme porozumět tomu, jak jednotlivá buňka a ty, které ji obklopují, se musí chovat, aby vytvořily trojrozměrný tvar.

Pulcům je podán mírný zklidňující prostředek. Pod konfokálním mikroskopem se pak embrya osvítí pomocí laseru, a fluorescenční protein v cévách začne zářit. Záznamy až třiceti snímků za vteřinu zviditelní chování každé označené buňky. Vývoj krevního oběhu začíná už v prvních fázích, protože bez něj by nebyl možný vývoj dalších orgánů embrya. Tato převratná záznamová metoda umožnila poprvé zachytit postup, při kterém se ze skupiny buněk stává orgán.

Prof. Markus Affolter, Biozentrum, Basilej: Způsobili jsme vědeckou revoluci! Takto vývoji porozumí jakákoli osoba, i laik!

Toto video ukazuje, jak každá jednotlivá buňka putuje na své místo. Každá buňka přesně ví, kde se právě nachází a kam by se měla přesunout. Určité látky kormidlují buňku do jejího postavení. Buňky se seřadí ze zjevného chaosu do dokonalé trojrozměrné struktury žil a tepen.

Prof. Markus Affolter, Biozentrum, Basilej: Zjistili jsme, že buňky nefungují samy o sobě, ale že se chovají jako celek a v souladu s činností těch ostatních. Když se buňka dělí, stále zůstává uvnitř v mezích určitých souřadnic. Předcházející modely vývoje se tedy ukázaly jako mylné. Tvorba cév je odlišná od způsobu, který jsme si představovali v minulosti – což má, mimo jiné, i důležitý dopad na výzkum rakoviny.

Cévy totiž dopravují výživu k jakýmkoli buňkám v organizmu – včetně těch rakovinných. Zároveň funkce genů dania je podobná těm lidským. To znamená, že jsou pro výzkum neocenitelné. To, co pozorujeme u embryí rybiček, bude fungovat podobně i u lidí.

Prof. Markus Affolter, Biozentrum, Basilej: Zdá se, že život byl jednou vytvořen a pak postupně zdokonalován.

Výzkum vedený profesorem Affolterem je financován Evropskou komisí. Ukazuje se, že jeho výsledky budou velmi důležité i při vývoji nové léčby rakoviny.

Prof. Markus Affolter, Biozentrum, Basilej: Výzkum cév je pro léčbu rakoviny zásadní. Cílem mnoha způsobů je vlastně zabránit růstu cév k nádorům, čímž se pak zamezí i bujení rakoviny vzhledem k nedostatku kyslíku.

Jakýkoli zásadní objev v poznání funkce genů rybiček bude taká průlomem v poznání funkce genů u lidí. Pokud vědci přesně zjistí, jaké látky jsou nezbytné pro vývoj cév, pak bude možné zabránit jejich růstu a znemožnit zásobování nádoru živinami. Nádor pak odumře rychleji a účinněji, než bylo dříve možné. Výzkumný projekt, který probíhá v bazilejském Biocentru, tak nyní staví základy pro mnoho nových způsobů léčby.

Šárka Speváková

Vstoupit do diskuse

komentářů: 0

Zajímavé odkazy

Nejsledovanější