Téma měsíce: Česko-italský tým oživuje mrtvé tělní buňky

Foto: Evropská komise

Převratný objev učinili čeští a italští vědci. Jako první na světě našli metodu, jak mrazem dehydrovat buňky, prakticky neomezeně dlouho je uchovávat a pak je kdykoliv znovu oživit. Otevírají se tak nové možnosti zachování genetického materiálu různých organismů, kterým hrozí vyhynutí.

Josef Fulka, foto: autor
Už klasické zmrazování buněk a jejich uchování při extrémně nízkých teplotách v kapalném dusíku může přinášet určitá rizika. Navíc je to technicky náročné a také drahé. Metoda použitá českými a italskými vědci ovšem také není žádná novinka. Vysušení buňky mrazem, kdy se v ní zastaví veškeré životní procesy, znají vědci už dlouho. Jak ale upozorňuje Josef Fulka, náš přední odborník na klonování z Výzkumného ústavu živočišné výroby v Praze Uhříněvsi, podstatné je, k čemu se má tato metoda použít.

„Liofilizace bílkovin, čili zamrazení a vysušení, to se běžně používá. To jde ale o bílkovinu. Jenže my jsme se snažili tímto způsobem uchovat celý genom a také, jak ho následně oživit a využít.“

Foto: Evropská komise
Pokud bychom ale tu buňku takto jen uchovali a pak ji chtěli dále pěstovat, tak se nic nestane. Nebude se dělit. Čeští a italští vědci donutili buňky k dělení, tedy je oživili, tím, že do procesu oživení zapojili vajíčko. Použili tedy známou metodu klonování, metodu přenosu jader. Zatím byla jedinou buňkou s jádrem, kterou se podařilo uchovat v dehydrovaném stavu, spermie. To je ale buňka jen s polovičním genetickým materiálem. Češi a Italové jako první na světě uspěli s nepohlavní plnohodnotnou buňkou s kompletním genetickým vybavením.

„Nedá se říci, že by to nikdo nedělal před námi. Ve vědě, když něco děláte, je to mozaika a vy jen tak nepřijdete s nápadem, který neměl nikdo před tím. Pochopitelně spermie tímto způsobem docela dobře uchováte a je z toho myší potomstvo. I u dalších savců se to podařilo. My jsme to posunuli dále tím, že jsem se zaměřili na celý genom, na jádro somatické, tělní buňky.“

Výsledkem pak bylo naklonování ovčích embryí. Josef Fulka se ale brání označení svého a italského týmu za světové jedničky. Shodou okolností měli prostě v určité chvíli ještě lepší nápad.

„Ve vědě je to takhle všude. Nedá se říci, že najednou v Česku a Itálii máte izolovanou skupinu, ta přijde s něčím úplně novým, co nikdo dříve neznal. Když si vezmete třeba rakovinu, zhoubné bujení, dělá na tom celý svět, dělají na tom tisíce laboratoří. Ale i v Česku můžete přijít na něco, co je unikátní v tomto komplexu. Celá věda je globalizovaná. Řada laboratoří dělá na stejném problému. Jenže někdo má určitý nápad a povede se mu něco překvapujícího.“

Jak už bylo řečeno, uchovávat buňky v tekutém dusíku je velmi náročné. Nová metoda umožní uložit dehydrované buňky do běžné skleněné ampule, tu dát někam na polici a buňky v ní neomezeně dlouho uchovat při běžné pokojové teplotě. Je to v podstatě prášek. Před použitím se k němu přidá například voda a ve vzniklém vodním prostředí se hledají buněčná jádra, která se pak využijí k přenosu do vajíčka, tedy ke klonování. Tento postup přímo svádí k představě o pohádkové živé vodě. Josef Fulka se takovému přirovnání jen shovívavě usmívá. Za důležité považuje to, že i česko-italský výzkumný tým potvrdil, že DNA v buňkách je nesmírně stabilní, a to by podle něj mohlo přiblížit k realitě případné naklonování vyhynulého mamuta.

„Máme na Sibiři zamrzlá těla mamutů a tam by se určitě našly nějaké buňky, ve terých bychom mohli tu jejich DNA znovuoživit přenesením do vajíčka.“

Deset tisíc let staré mládě mamuta nalezené na Sibiři v roce 2007, foto: ČTK
Sehnat mamutí vajíčko už samozřejmě není možné, a tak by se muselo vzít zavděk nějakým blízkým příbuzným. Vědci říkají, že nejblíže vyhynulým mamutům je slon indický. Takže v tomto případě by už vlastně šlo o mezidruhové klonování. Otázkou tedy je, jak by si třeba cytoplazma vajíčka od slonice porozuměla s jádrem tělní buňky mamuta. Je zde ještě jiný problém. I když je DNA v jádru velmi stabilní, buňky v těle sibiřského mamuta nebyly uchovány ani v extrémně nízkých teplotách tekutého dusíku, ani nebyly mrazem dehydrovány, takže k poškození DNA přece jen mohlo dojít. Vraťme se ale do reality. Nová metoda uchování mrazem dehydrovaných buněk má v Česku například umožnit zachování původních plemen některých domácích zvířat. Těm už hrozí úplné vyhynutí, protože je vytlačují plemena, která mají sice dnes lepší ekonomické výsledky, například vyšší dojivost, ale projevují se u nich různé negativní důsledky přílišného přešlechtění. V budoucnu by to mohlo být ještě horší.

„Náš ústav je přes FAO, UNESCO a Ministerstvo zemědělství zodpovědný za genetické živočišné zdroje. To jsou zvířata, v případě našeho ústavu to jsou klasická hospodářská zvířata, která tady byla před řadou let. A tím, jak se zvyšovala užitkovost, tak tyto zvířata mizí. UNESCO a FAO chce zachovat toto národní dědictví, což je třeba kladrubský kůň nebo přeštické prase, králíci, ryby atd. Aby bylo možné je zachovat, je nutné materiál konzervovat. My používáme ten postup v těchto případech tak, abychom měli jednou v budoucnosti, pro budoucí generace, toto národní dědictví. Je tu i praktické hledisko, protože ta původní plemena byla mnohem odolnější k nemocem, mají kvalitnější produkty, kvalitnější maso atd. Na to se tedy zejména zaměřujeme.“

Své výsledky publikoval česko-italský tým v prestižním vědeckém časopisu PLoS ONE, ve kterém byl třeba uveřejněný i lidský genom. Jak říká Josef Fulka, zveřejnění v nejvýše hodnocených časopisech, jako je Nature nebo Science, by trvalo hodně dlouho a čas mezitím vědce tlačil. Na stejném výzkumu totiž dělal i jeden japonský tým a možná by naše vědce předběhl.

„Je třeba si uvědomit, že i ta věda je byznys, že musíte své výsledky prodávat.“

Josef Fulka ale zároveň dodává, že se stejným japonským týmem Češi spolupracují. Uvažuje se také o tom, že ještě se dvěma japonskými kolegy by výzkumný tým z Výzkumného ústavu živočišné výroby podal společný grant na další vylepšení metody dehydratace buněk mrazem.