Aprílová myš Doriana Graye a metuzalém mezi hlísticemi

I když hlístice C. elegans je trochu výjimečná vzhledem k možnosti vytvářet za nepříznivých podmínek dauer-larvu, studium hierarchie působení jejích daf-genů by mohlo vést k obecnějším závěrům tý–kajícím se délky života.

V listopadovém čísle Vesmíru jsem psal o neomezeném růstu bez stárnutí u savců, tj. o tzv. myši Doriana Graye. Jak se dalo čekat zejména vzhledem k “programované smrti“ dokonce i u hospodářských zvířat i k tomu, že za stárnutí a růst by odpovídal jen jeden, resp. dva geny, šlo o aprílový žert renomovaného vědeckého týdeníku v čísle, které vyšlo 1. dubna. Autor článku R. A. Weiss si obdivuhodně pohrál s věrohodností udivujících pokusů, které neprezentoval jako jednoznačné a uzavřené a které dokumentoval 13 citacemi ze známých odborných časopisů.

Zajímavá byla odezva na tento článek, otištěná v posledním červnovém čísle Nature (363, 666, 1993). Tak např. vedoucí vědecký pracovník univerzity v Pittsburgu gratuluje Dr. Weissovi za vynikající mystifikaci, která vzbudila mimořádnou pozornost pracovníků jeho laboratoře. Jeden jeho mladý kolega navrhoval spojit gen tithonin s promotory genů specifických pro různé tkáně, což by umožnilo udržovat určité části mužské a ženské anatomie mladé. Nelibost naopak vzbudil článek u pracovníka genetického ústavu univerzity v Kolíně nad Rýnem, který jej pokládá pro tak významný vědecký časopis za nepřístojný a matoucí i seriózní lidi, zejména pak při jeho širší popularizaci. Z Francie (INSERM, Paříž) přišla odezva oceňující vtipnost článku. Z jednoho medicínského centra v New Yorku přišla odpověď jakoby v zastoupení Ilji Mečnikova, který již dávno jako nejlepší prostředek proti stárnutí doporučoval jogurt. V podstatě nelibý ohlas měl článek na univerzitě v Oviedu ve Španělsku. Mnoho pracovníků článek velmi zaujal, chtěli znát více podrobností, někteří se pídili po možnosti získat komplementární DNA genů longevinu a tithoninu, aby je mohli analyzovat. Dokonce byly již v prvním dubnovém týdnu podány dvě žádosti o granty pro výzkum v tomto směru. Tyto odezvy nebyly ani tak důsledkem naivity těchto badatelů, ale vyplývaly spíše z toho, že aprílové žertíky jsou ve Španělsku neznámé. Žerty tohoto druhu jsou tam spojeny s 28. prosincem, svátkem Mláďátek, takže na jaře tam nemohli nic podobného očekávat.

Jak vidno, reakce byly různé - asi jako u nás. V koutku duše však asi mnozí litovali, že ta biologie přece jen ještě tak daleko není.

Biologie však postupuje mnohdy zcela nepředvídatelně rychle. Ještě před 25 lety se v prognózách nikomu nezdálo, že již asi za 10 let budou izolovány, sekvencovány a přenášeny geny, a dnes je to běžnou záležitostí. U myši Doriana Graye bylo podezřelé zejména zjištění, že o délce života by rozhodoval jeden, nejvýše dva geny, když je všeobecně přijímáno, že stárnutí a smrt jsou závislé na mnoha různých procesech, ovlivnitelných mnoha geny i faktory prostředí. A nyní se v prosincovém čísle Nature (366: 461 a 404, 1993) objevila zpráva o mutantu „Doriana Graye“, kdy mutace jednoho genu hlístice Caenorhabditis elegans vyvolá více než dvojnásobné prodloužení jejího života, z dvaceti na více než čtyřicet dní. Toto prodloužení by u člověka odpovídalo stáří alespoň 200 let, tedy skutečně metuzalémskému. Tentokrát nejde o žert, nýbrž o pečlivě dokumentovanou analýzu Cynthie Kenyonové a jejích 4 spolupracovníků z Ústavu pro biochemii a biofyziku Kalifornské univerzity v San Francisku. Zda tento nález bude mít význam pro objasnění mechanizmů stárnutí u složitějších organizmů než je C. elegans (Vesmír 72, 553, 1993/10), se ukáže teprve v dalším výzkumu tohoto mutanta. Jde o mutaci jednoho z genů skupiny daf, které jsou u této hlístice normálně aktivovány nedostatkem potravy anebo nahloučením hlístic a které vyvolávají vznik stavu trvalé, tzv. dauer-larvy. Je to pasivní období (diapauza), ve kterém larva nepřijímá potravu, na povrchu vytváří silnou, odolnou kutikulu, snižuje a mění se její metabolizmus a v tomto stavu může přežívat 3 až 6 měsíců, tedy mnohonásobně déle než normální hlístice. Po obnovení příznivějších životních podmínek se larva aktivuje a pokračuje ve vývoji až do pohlavní dospělosti. Aktivní období života se dobou ztrávenou v inaktivním stavu nemění.

Některé mutace daf-genů zabraňují vzniku dauer-larvy uvedenými faktory prostředí. Jiní daf-mutanti naopak dávají vznik dauer-larvám bez těchto indukujících faktorů, ale vlivem změněné teploty. Objevená mutace genu daf-2 však vyvolává normální vývoj včetně plodnosti dospělých hermafroditů, kteří žijí dvakrát déle než normální hlístice, přirozeně bez dauer-larvy. Je to dosud největší známé prodloužení života mnohobuněčného organizmu vyvolané mutací. Podílí se na něm ještě další gen, daf-16. Je možné, že aktivita tohoto genu prodlužuje život dospělých mutantů daf-2 způsobem, který je normálně ve vztahu ke vzniku dauer-larvy. U savců nebo drozofily je známo, že omezení příjmu potravy může prodloužit život. U drozofily lze vyselektovat kmeny, které jsou rezistentní vůči hladovění i suchu a které žijí o 30 % déle než normální drozofily. Je možné, že u různých organizmů existují podobné mechanizmy, které prodlužují délku života. Neexistují ovšem nějaké geny stárnutí, nýbrž jde vždy o aktivitu vývojových genů. I když hlístice C. elegans je trochu výjimečná vzhledem k možnosti vytvářet za nepříznivých podmínek dauer-larvu, studium hierarchie působení jejích daf-genů by mohlo vést k obecnějším závěrům týkajícím se délky života.