Když dva dělají totéž, není to totéž

Geneticky identické buňky shodného typu se svými vlastnostmi jedna od druhé odlišují. Pro lepší představivost si tuto situaci můžeme připodobnit k jednovaječným dvojčatům – jsou rovněž geneticky identická, vypadají podobně, ale nejsou zcela zaměnitelná. Na buněčné úrovni bylo ale obtížné problematiku vzájemné odlišnosti geneticky identických buněk zkoumat. Proto většina pokusů o vysvětlení pozorovaných odlišností končila poněkud nekorektním konstatováním, že vzájemná odlišnost jednotlivých buněk je způsobena náhodnými procesy a nelze s ní nic dělat. Drobné odlišnosti mezi jednotlivými buňkami našeho těla jsou ale důležité, stojí za tolerancí nádorových buněk k chemoterapii, za aktivací T-lymfocytů, za existencí latentní fáze virových infekcí aj. Jedním z mechanismů, pomocí kterých se jednotlivé geneticky identické buňky odlišují, je alternativní sestřih mRNA. Pomocí tohoto procesu mohou z jednoho genu vzniknout často i desítky navzájem odlišných mRNA a jimi kódovaných proteinů. A právě poměr těchto jednotlivých mRNA (zvaných izoformy) byl už dlouho považován za jeden z potenciálních zdrojů odlišností mezi jednotlivými geneticky identickými buňkami.

Na zmapování poměru izoforem mRNA v jednotlivých buňkách se zaměřila Pamela A. Silverová z Harvardovy univerzity, která přišla s elegantním testem využívajícím fluorescenčního značení jednotlivých molekul mRNA. Touto metodou se jí podařilo zmapovat nejen samotný počet molekul jednotlivých izoforem mRNA v jednotlivých buňkách, ale i další parametry procesu, při němž vzniká z DNA přepisem (transkripcí) a souběžnými či následnými úpravami cílové mRNA. Bylo by samozřejmě zajímavé znát vlastnosti chování celého spektra našich mRNA, ve své pionýrské práci ale Silverová zkoumala mRNA pocházející jen ze  dvou genů, navíc jen ve dvou buněčných liniích. Sama o sobě jsou ale získaná data velmi zajímavá. Na úrovni jednotlivých molekul se podařilo prokázat dlouho předvídané rozdíly v úrovni kontroly posttranskripčních modifikací: variabilita v počtu molekul jednotlivých izoforem mRNA v buňkách pocházejících z nádorově netransformované buněčné linie byla výrazně menší než v buňkách nádorově transformované linie HeLa. U buněk pocházejících z nádorově netransformované buněčné linie byl poměr sestřihu jednotlivých izoforem mRNA dokonce velmi stabilní a lze soudit, že v blízké budoucnosti bude představovat nový určovací znak (marker) jednotlivých buněčných populací, změna poměru pak bude jistě využitelná jako marker případných patologických změn. U jedné ze zkoumaných mRNA se také podařilo prokázat, že se její alternativní transkripty téměř nevyskytují v bezprostřední blízkosti místa transkripce (do 8 μm), a že tedy k alternativnímu sestřihu dochází patrně až posttranskripčně, s časovou prodlevou 90 vteřin či více. Tomuto poslednímu poznatku prozatím chybí odpovídající hypotéza, neboť kotranskripční sestřih bývá považován za energeticky méně náročný, avšak toto pozorování ilustruje důležitost znalosti biologických dějů na úrovni jednotlivých molekul. Více než 90 % lidských genů je sestřihováno do dvou či více izoforem, možnost jejich individuálního sledování proto skýtá obrovský potenciál nejen pro pochopení základních biologických dějů, ale i pro farmakoterapeutické aplikace. (Molecular Systems Biology 7, 506, 2011)