Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Samičí zárodečné kmenové buňky

Poslední hřebík do rakve „zlatého dogmatu“? Budou se konečně přepisovat učebnice?
 |  11. 6. 2009
 |  Vesmír 88, 364, 2009/6

Půl století opisovali vědci z článku S. Zuckermana 1) jako nezpochybnitelný fakt tvrzení, že se samice savců rodí s konečným počtem vajíček a že jim v dalším životě z této zásoby už jen ubývá. Malá část vajíček v těle samice dozraje a uvolní se z vaječníku. Pokud dojde k oplození, může se ze vzniklého embrya nakonec narodit mládě. Většina vajíček však ve vaječníku spontánně hyne a šanci podílet se na vzniku nového života nedostanou. Příslovečná výjimka potvrzující pravidlo byla přiznána jen madagaskarským lemurům, jejichž samice byly přistiženy při tvorbě nových vajíček i v dospělosti.

Zvrat odstartovala japonská doktorandka v laboratoři amerického biologa Jonathana Tillyho. Dostala nevděčný úkol provést ve vaječnících dospělých myší inventuru. Počítala, kolik vajíček a jakým tempem zaniká. Vycházelo jí, že vajíčka hynou příliš rychle. Myš, která se rodí se zásobou 5000 vajíček, by měla být do tří týdnů neplodná. Tilly doktorandku s prapodivným výsledkem nevyhodil. Zamyslel se nad získanými daty a rozjel výzkum, jehož výsledky vyvolaly mezi odborníky bouřlivé diskuse.

Tilly se spolupracovníky dokazovali, že ve vaječníku dospělé myší samice vznikají stále nová a nová vajíčka z buněk, které putují do vaječníků z kostní dřeně. 2) Díky nim se tenčící zásoba vajíček stále doplňuje. O vypjatosti diskuse svědčí nejlépe otevřený dopis, který adresovalo časopisu Cell šestnáct předních biologů zabývajících se výzkumem savčích vajíček. 3) Požadovali, aby Tilly své pokusy zopakoval. Mezi řádky lze vyčíst výzvu, aby nové experimenty přinesly závěry, které nebudou bourat Zuckermanovo „zlaté dogma“. Tilly odmítl.

„Strávil jsem těmi pokusy čtyři roky života a za jejich správnost ručím. Jestli se vám to nezdá, zkuste to zopakovat sami,“ prohlásil.

Našlo se dost těch, kteří hozenou rukavici zdvihli a pokusili se Tillyho kacířskou teorii vyvrátit. Její platnost by totiž měla řadu znepokojivých důsledků. U žen, které se podrobily transplantaci kostní dřeně či transfuzi krve, by se mohla ve vaječnících vytvářet vajíčka z buněk dárce krve či kostní dřeně. Tyto ženy by pak mohly porodit dětí, které by biologicky nebyly jejich. 4)

Za „zásah přímo do srdce“ Tillyho teorie je vydávána studie týmu Amy Wagersové 5) z bostonského Joslin Diabetes Center, při které vědci propojili krevní oběhy dvou myších samic, a pak hledali mezi jejich vajíčky taková, která by mohla vzniknout z buněk kostní dřeně geneticky odlišné „sousedky“. Wagersová taková „zatoulaná“ vajíčka nenašla a mnozí už kopali Tillyho teorii hrob. Tilly se pozastavil nad tím, že Wagersová zkontrolovala u sedmi dvojic myší pouhou stovku vajíček, a její pokus zopakoval. 6) Propojil krevní oběhy obyčejných myších samic a samic nesoucích v každé buňce gen pro zeleně fluoreskující protein mořské medúzy pohárovky. 7) Každá buňka této myši pod mikroskopemzeleně svítí. Následně Tilly pátral po zeleně svítících vajíčkách v těle „nesvítící“ myši, a naopak po nesvítících vajíčcích v těle myši, která zeleně fluoreskuje. A našel!

Tilly se utěšuje citátem Arthura Schopenhauera, podle kterého všechny zásadní pravdy procházejí třemi stadii. Nejprve jsou ze směšňovány, pak zuřivě vyvraceny, a nakonec přijaty jako samozřejmost.

Zdá se, že pokus se „svítící“ myší posunul Tillyho z první fáze do fáze druhé. Příslib posunu do třetí fáze přináší nejnovější práce 8) týmu čínských biologů vedených Ji Wuovou z Šanghajské univerzity. Čínští biologové objevili ve vaječnících dospělých laboratorních myší zvláštní buňky, které se neomezeně množí a následně jsou schopny proměny ve vajíčka. Tyto samičí zárodečné kmenové buňky se v mnoha směrech podobají spermatogoniím, z nichž vznikají ve varlatech samců spermie.

Wuová a její kolegové odebrali samičí zárodečné kmenové buňky z vaječníku dospělé myši a do jejich dědičné informace vnesli gen pro produkci zeleně fluoreskujícího proteinu. „Svítící“ buňky transplantovali do vaječníků samic ošetřených látkami, které v tomto orgánu spolehlivě zničily všechny původní kmenové a pohlavní buňky. Myši jsou po takovém ošetření nadosmrti neplodné. Po transplantaci samičích zárodečných kmenových buněk byly neplodné myši s to vytvářet početnou populaci nových, zeleně fluoreskujících vajíček. To dokazuje, že vajíčka vznikla z transplantovaných samičích zárodečných kmenových buněk. Plnohodnotnost takto vzniklých vajíček se ukázala, když se tyto myši pářily. Samice přivedly na svět mláďata, jež nesla v dědičné informaci gen pro zeleně fluoreskující protein a „svítila“. Tato mláďata byla zjevně počata oplozením nově vytvořených vajíček.

Bašty odpůrců Tillyho teorie se zachvěly v základech, avšak nepadly. Zviklat se nechali jen někteří. Například hlavní iniciátorka odmítavého dopisu pro Cell britská bioložka nu s danou sekvencí aminokyselin. To je úkol zásadního vědeckého významu. Víme totiž, že trojrozměrnou strukturou proteinu je podmíněna jeho biologická aktivita a že trojrozměrná struktura je dána pořadím aminokyselin. Jenže odhadnout z pořadí aminokyselin prostorovou strukturu je výpočetně nesmírně svízelné, možností je totiž příliš. Používané výpočetní techniky, jako jsou tzv. genetické algoritmy či „simulované žíhání“, mají jen omezený úspěch. Bude proto zajímavé sledovat, jestli některý z lidských mozků bude schopen dosáhnout lepších výsledků než hrubá síla počítačů. V této hře tak můžeme nalézt nástroj k předpovědi struktury proteinů nebo se alespoň něco dovědět o fungování lidského mozku. Osobně bych spíše očekával, že se většina řešitelů vydá Evelyn Telferová z Edinburské univerzity přiznává: „Získáním živých mláďat byl podán jasný důkaz, že se ve vaječníku dospělých myší vyskytují buňky schopné vytvořit plnohodnotná vajíčka.“

Další ze signatářů dopisu Roger Gosden z newyorské Cornellovy univerzity však drží prapor skeptiků stále vysoko vztyčený.

„Je to jistě pozoruhodná práce, ale k tomu, aby mě definitivně přesvědčila, by musela předložit ještě více důkazů,“ tvrdí Gosden. I on se však zdá být nahlodán, protože v rozhovoru pro časopis New Scientist připustil: „Pokud se někomu podaří výsledky čínského týmu zopakovat, pak musíme přepsat učebnice.“

Že by tím avizoval zatlučení posledního hřebíku do rakve Zuckermanova „zlatého dogmatu“ a zároveň i vstup do třetí schopenhauerovské fáze prosazování Tillyho objevu? Uvidíme.

Poznámky

1) Zuckerman S.: Rec. Prog. Horm. Res. 6, 63–108, 1951.
2) Johnson J. et al.: Nature 428, 145–150, 2004; Johnson J. et al. Cell 122, 303–315, 2005.
3) Telfer E. E. et al.: Cell 122, 821–822, 2005.
4) Ženy mohou dostat kostní dřeň nebo krev mužů, takže teoreticky by mohla vznikat vajíčka z mužských buněk. Biologickou matkou dítěte by pak mohl být muž. Technicky jednoduché ověření této možnosti, tj. provedení genetických testů u dětí, které se narodily matkám po transplantaci kostní dřeně nebo transfuzi krve, je neproveditelné z etických důvodů. Nelze u někoho zaklepat na dveře a oznámit: „Dobrý den, my jsme se přišli podívat, jestli jsou vaše děti skutečně vaše.“
5) Eggan K. et al.: Nature 441, 1109–1114, 2006.
6) Tilly J. L. et al.: Biol. Reprod. 80, 2–12, 2009.
7) Více o zeleném fluoreskujícím proteinu viz Vesmír 88, 228, 2009/4.
8) Zou K. et al. : Nature Cell Biol. 2009, DOI: 10.1038/ncb1869.

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Molekulární biologie
RUBRIKA: Glosy

O autorovi

Jaroslav Petr

Prof. Ing. Jaroslav Petr, DrSc., (*1958) vystudoval Vysokou školu zemědělskou v Praze. Ve Výzkumném ústavu živočišné výroby v Uhříněvsi se zabývá regulací zrání savčích oocytů a přednáší na České zemědělské univerzitě v Praze. Je členem redakční rady Vesmíru.
Petr Jaroslav

Doporučujeme

Přemýšlej, než začneš kreslit

Přemýšlej, než začneš kreslit

Ondřej Vrtiška  |  4. 12. 2017
Nástup počítačů, geografických informačních systémů a velkých dat proměnil tvorbu map k nepoznání. Přesto stále platí, že bez znalosti základů...
Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné