Z blog.drwile.com/big-news-in-epigenetics přeložil Pavel Akrman – 01/2019.
Čím více poznáváme stvoření, tím více nás překvapuje. Zdá se, že to platí především v genetice, i když toto můžeme říci o všech oblastech vědy. Ještě na univerzitě jsem se učil jako nezpochybnitelný fakt, že každý gen v mé DNA je kódován jedním proteinem v mém těle. Nyní víme, že to není pravda. Také jsem se učil jako hotovou věc, že jediný způsob přenosu charakteristických vlastností z rodičů na jejich potomky je prostřednictvím sekvence nukleotidových bází v DNA. Pokud se tedy v populaci objeví nějaký nový znak, musí to být způsobeno sekvenční změnou DNA toho druhu. Nyní opět víme, že to neplatí. Například jsem se na univerzitě učil, že slepotu jeskynních ryb způsobily mutace jejich DNA. Nyní víme, že přinejmenším u jednoho druhu slepých jeskynních ryb to není pravda.
Takže nyní už víme o jiných způsobech, jak zdědit vlastnosti mimo sekvence DNA, které dědíme od obou rodičů. Například víme, že pokud budeme v myších pěstovat strach z určitého zápachu, mohou tento strach zdědit i další generace. Není to tak, že by rodiče vypěstovali strach ve svých potomcích (potomci byli chováni odděleně od svých trénovaných rodičů). Oni skutečně zdědili strach. Jak je to vůbec možné, že rodič takto předá strach z něčeho na své potomky? A toto právě patří do oblasti epigenetiky (což doslovně znamená „nad genetikou“), která se snaží hledat na tyto otázky odpovědi.
My víme, že to má něco společného s tím, jak organismus řídí činnost svých genů. Organismus může upravit chemické aspekty DNA, které nesouvisejí s její skutečnou sekvencí, a tato úprava může snížit nebo naopak zvýšit uplatnění genu, vypnout gen tak, aby se už vůbec neprojevil, nebo zapnout gen tak, že začne být funkční. Například většina lidí po narození snáší laktózu. Koneckonců pijí mateřské mléko nebo podobné mléčné produkty. K trávení mléka je nutný enzym zvaný „laktáza“, který je kódován genem. Zatímco každý má tento gen při narození zapnutý, u některých lidí se později vypne a způsobí tak nesnášenlivost laktózy. V sekvenci DNA toho člověka se nic nezměnilo – gen tam stále je a nebyl narušen. Tento gen však byl vypnut epigenetickými mechanismy. Má se za to, že tento proces je zodpovědný za epigenetickou dědičnost. Do jisté míry jsme tedy museli zdědit i schopnost „vypínat“ a „zapínat“ geny získané od našich rodičů.
Epigenetické mechanizmy u bakterií
Dosud se mělo za to, že epigenetické mechanismy se odehrávají pouze u „vysoce vyvinutých“ organismů. Koneckonců, u „primitivních“ organismů si ani nemyslíme, že by měly komplexní mechanismy DNA, protože v takových organismech se (podle evolučního učení) tyto mechanismy nikdy nevyvinuly. A tady právě přichází ta velká novinka: tým výzkumníků z Univerzity Nebraska-Lincoln v nedávno zveřejněném dokumentu (listopad 2018) prokazuje přítomnost epigenetických mechanismů u „primitivní“ bakterie (Sulfolobus solfataricus)!
Grand Prismatic Spring (Velký duhový pramen) v Národním parku Yellowstone obsahuje stejné bakterie, které jsou předmětem studie. Foto: Wikimedia Commons
Tato bakterie žije v horkých, na síru bohatých vodách, v místech jako je Grand Prismatic Spring na fotografii výše. Takové bakterie považují sekulární vědci za jedny z prvních vyvinutých živých buněk, takže se předpokládá, že představují život v jeho nejprimitivnější podobě. Vědci se rozhodli, že začnou bakterie vystavovat zvýšeným hladinám kyselosti ve snaze zjistit, zda se tím u bakterií zvýší odolnost vůči kyselinám. Ukázalo se, že bakterie mohou během času zvýšit svou odolnost vůči kyselinám téměř 200x oproti stavu ve volné přírodě. U některých k tomu došlo změnou sekvence jejich DNA prostřednictvím mutací, ale jedna skupina bakterií zvýšila svou rezistenci vůči kyselinám bez jakékoliv sekvenční změny své DNA. Tudíž odolnost vůči kyselinám získaly v důsledku epigenetického procesu, nikoliv mutacemi!
Dr. Paul Blum
Dr. Paul Blum, jeden z vědců zapojených do výzkumu, to řekl takto:
- Překvapením je, že k tomu došlo u těchto dost jednoduchých organismů, o kterých víme, že jsou tu od dávných věků… Přemýšleli jsme o tom jako o něčem (evolučně) novém. Jenže epigenetika není na světě žádným nováčkem.
Samozřejmě, není to na světě nic nového. Komplexní mechanismy se nevyvíjejí. Jsou naprogramovány. Cokoliv tak složitého, jako je epigenetika, musí být součástí původního plánu stvoření. Není tedy žádným překvapením, že ji nalézáme i v těch „nejjednodušších“ formách života na Zemi.
Tento objev jen podtrhuje to, co znovu a znovu říkám svým studentům ve své knize o biologii: Neexistuje nic takového, jako jednoduchá forma života. Život je nesmírně složitý dokonce i na té nejzákladnější úrovni!