U savců platí železné pravidlo, že potomkovi musí předat jednu sadu dědičné informace otec a druhou matka. Je to důsledek tzv. imprintingu genů. Otec ve svých spermiích upravuje aktivitu některých genů a podobně zasahuje do aktivity genů i matka ve vajíčku.
Imprinting se týká jen několika stovek z celkového počtu asi 23 000 genů. Takto upravené čili imprintované geny dědí potomek v „alternativním nastavení“ – pokud je matka předává aktivní, pak po otci se dědí v inaktivním stavu. A naopak. Pro imprintované geny tedy neplatí Mendelovy zákony, které vycházejí z předpokladu, že je jedno, zda potomek získal gen od otce nebo matky. U imprintovaných genů je jejich původ zcela zásadní.
V experimentálních podmínkách lze zajistit, aby se v organismu potomka sešly jen otcovsky imprintované geny nebo naopak jen geny imprintované matkou. To však má za následek těžké poruchy už během embryonálního vývoje a potomek dvou otců nebo dvou matek se vůbec nenarodí.
Trpasličí potomci dvou matek
Už dříve se povedlo vědcům přivést na svět myšky, které měly za rodiče dvě samice. Do vajíčka připraveného k oplození vpravili místo spermie buňku jiné samice. Tato buňka ale měla jen jednu sadu dědičné informace a ta byla navíc upravena genovými inženýry tak, aby z ní vypadly dva úseky, které matky předávají potomkům nabuzené k vysoké aktivitě.
Samičí buňka se tak aktivitou imprintovaných genů přiblížila spermii a v uměle vytvořeném zárodku převzala její roli. Z takto vzniklého embrya se po přenosu do dělohy náhradní matce narodily myši, které nebyly úplně normální. Nápadný byl například jejich malý vzrůst. Pokusy získat obdobným postupem mláďata z dědičné informace dvou samců končily fiaskem.
Nyní přicházejí s významným posunem čínští vědci, když získali normálně vyhlížející potomky dvou samic a k narození mláďat dovedli i pokusy zacílené na vznik potomků s dědičnou informací dvou otců.
Pomohlo „vymazání“ genů
V případě myší, které mají za rodiče dvě matky, bylo vše relativně jednoduché. Vědci u samičích buněk nahrazujících spermie „vymazali“ navíc ještě jeden úsek dědičné informace. S třemi „vymazanými“ úseky plnila samičí buňka úlohu spermie mnohem lépe. Úspěšnost postupu nebyla nijak závratná. Vývoj zdárně dokončilo jen 14% embryí s dědičnou informací dvou matek. Myši se však vyvíjely bez defektů a byly samy s to zplodit potomstvo přirozeným způsobem.
Složitější úkol čekal vědce při tvorbě embryí s dvěma otcovskými informacemi. Do vajíčka, které zbavili kompletně jeho vlastní dědičné informace, vstříkli myší spermii a samčí buňku s poloviční dědičnou informací, z které navíc „vymazali“ hned sedm úseků DNA, jež jsou vysoce aktivní v DNA spermií.
Museli vyřešit celou řadu dalších technických problémů, než embrya dvou otců zdárně dokončila v děloze náhradní matky svůj vývoj. Narozená myšata přesto nežila déle než 48 hodin. Je zjevné, že celý postup potřebuje ještě důkladné vylepšení, např. změny v dalších úsecích dědičné informace používaných samčích buněk. Čínský tým je ale přesvědčen, že to v dohledné době zvládne a i potomci dvou otců se budou bez problémů dožívat dospělosti.
K čemu je to dobré?
Při čtení o vědeckých studiích tohoto typu většinu lidí napadne, k čemu jsou podobné experimenty dobré. Není to „laboratorní úchyláctví“?
Imprintované geny a jejich úlohu v našem organismu jsme stále ještě důkladně nepoznali. Přitom víme, že poruchy imprintingu mají pro člověka velmi vážné následky a stojí v pozadí řady těžkých zdravotních postižení. Podobné pokusy nám dovolují taje imprintingu odhalit a výhledově snad i najít způsoby, jak narušený imprinting napravit a pacienty uzdravit.
Úvahy o tom, že by podobné techniky mohly jednou sloužit homosexuálům k plození dětí, jsou předčasné. Člověk má geny imprintované jinak než myš a to, co zabírá u myší, by u člověka nevedlo k cíli. Navíc by se nad takto „vytvořenými“ dětmi vznášel Damoklův meč těžkých vývojových defektů i psychických poruch. U člověka totiž sehrávají imprintované geny významnou roli i v duševní činnosti.
Dříve zřejmě sáhnou po těchto metodách zemědělci. V chovu skotu je pro další rozmnožování vybírána z býků jen naprostá elita. U krav si tak přísnou selekci chovatelé nemůžou dovolit. Pokud tedy býk zplodí s krávou tele, je špičková dědičná informace otce v organismu telete „naředěna“ jen průměrnou dědičnou informací matky.
Pokud by se podařilo získat tele, které by neslo dědičnou informaci dvou skvělých býků, znamenalo by to pro chov skotu, produkci mléka a hovězího masa skutečnou revoluci.
Zdroj: Cell Stem Cell
Ilustrační foto: Sarah Fleming (SMercury98 on Flickr), CC BY 2.0
