Čo sa stane s génmi po smrti

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Niektoré bunky zostávajú aktívne niekoľko dní alebo dokonca týždňov po smrti tela.

Ako bola táto otázka študovaná

Kým sa staneme sami sebou, kým budeme mať mozog, naše bunky už aktívne pracujú: delia sa, diferencujú, tvoria „tehly“, ktoré sa potom poskladajú do celého organizmu. Ale ukázalo sa, že nielen nás predvídajú, ale nás aj prežijú.

Všetko to začalo štúdiami Thanatotranskriptómu: gény aktívne exprimované po smrti organizmu genetikou Alexandra Pozhitkova. V roku 2009 sa zaviazal študovať RNA zebričiek po ich smrti. Embryá týchto tropických rýb sú priehľadné a ideálne na pozorovanie, preto sa chovajú v mnohých laboratóriách. Pozhitkov dal ryby do ľadovej vody, čo viedlo k ich smrti, a potom ich vrátil do akvária s obvyklou teplotou vody - 27, 7 ℃.

Počas nasledujúcich štyroch dní vybral z akvária niekoľko rýb, zmrazil ich v tekutom dusíku a študoval ich messenger RNA (mRNA). Tieto vláknité molekuly sa podieľajú na syntéze proteínov. Každý reťazec mRNA je kópiou kúsku DNA. Potom Pozhitkov skúmal aj mRNA myší.

Spolu s biochemikom Petrom Noblem analyzoval aktivitu mRNA po smrti a zistil prekvapivý fakt. U rýb aj myší sa syntéza bielkovín podľa očakávania znížila. Avšak súdiac podľa množstva mRNA je proces transkripcie (prenos genetickej informácie z DNA do RNA) zosilnený asi v jednom percente génov.

Niektoré gény pokračovali v práci aj štyri dni po smrti organizmu.

Iní vedci skúmali vzorky ľudského tkaniva a objavili stovky génov, ktoré zostávajú aktívne aj po smrti. Napríklad po štyroch hodinách sa zvýšila expresia (teda premena dedičnej informácie na RNA alebo proteín) génu EGR3, ktorý stimuluje rast. Aktivita iných génov, vrátane CXCL2, je kolísavá. Kóduje proteín, ktorý signalizuje bielym krvinkám, aby počas infekcie putovali do miesta zápalu.

Nie je to len výsledok rôznych génových transkripcií, ktoré sa dokončujú rôznymi rýchlosťami, hovorí riaditeľ štúdie Pedro Ferreira. Nejaký druh procesu aktívne reguluje posmrtnú génovú expresiu.

Po smrti organizmu ako prvé zomierajú najdôležitejšie, energeticky najnáročnejšie bunky – neuróny. Ale periférne bunky pokračujú vo svojej práci niekoľko dní alebo dokonca týždňov, v závislosti od teploty a stupňa rozkladu tela. Výskumníci uspeli v obnove buniek podobných fibroblastom z chladenej kozej kože až do 41 d smrti zvieraťa, aby extrahovali živé bunkové kultúry z uší kôz 41 dní po smrti zvieraťa. Boli v spojivovom tkanive. Tieto bunky nevyžadujú veľa energie a v bežnej chladničke prežili 41 dní.

Na bunkovej úrovni nezáleží na smrti organizmu.

Zatiaľ nie je známe, čo presne spôsobuje posmrtnú génovú expresiu. Po smrti totiž kyslík a živiny prestanú prúdiť do buniek. Nová štúdia Noble a Pozhitkov, Odlišné sekvenčné vzory v aktívnom posmrtnom transkriptóme, môže objasniť túto otázku.

Pomocou pôvodných údajov z rýb a myší Noble zistil, že mRNA, ktorá bola aktívna po smrti, sa líšila od ostatných mRNA v bunkách. Asi 99% RNA transkriptov v bunkách sa po smrti organizmu rýchlo zničí. Zvyšné 1 % obsahuje určité nukleotidové sekvencie, ktoré sa viažu na molekuly regulujúce mRNA po transkripcii. To je pravdepodobne to, čo podporuje posmrtnú génovú aktivitu.

Vedci sa domnievajú, že tento mechanizmus je súčasťou bunkovej reakcie, keď sa telo môže zotaviť z vážneho zranenia. Je možné, že bunky v smrteľných kŕčoch sa snažia „otvoriť všetky ventily“, aby sa mohli prejaviť určité gény. Napríklad gény, ktoré reagujú na zápal.

Prečo je to dôležité

Pochopenie mechanizmov za posmrtnou génovou aktivitou ovplyvní transplantácie orgánov, genetický výskum a forenznú expertízu. Napríklad Pedro Ferreira a jeho kolegovia dokázali presne určiť čas smrti organizmu, pričom sa spoliehali len na posmrtné zmeny v génovej expresii. To môže byť užitočné pri vyšetrovaní vrážd.

Pri tomto experimente však vedci vedeli, že skúmané tkanivá patrili darcom bez patológií a boli skladované v ideálnych podmienkach. V reálnom živote môže transkripciu RNA ovplyvniť veľa faktorov, od chorôb v tele po teplotu okolia a čas, ktorý uplynul pred odberom vzoriek. Táto metóda výskumu zatiaľ nie je pripravená na použitie v súdnom konaní.

Noble a Pozhitkov veria, že tieto objavy budú užitočné aj pri transplantáciách orgánov.

Orgány darcov sú nejaký čas mimo tela. Možno RNA v nich začne vysielať rovnaké signály ako v prípade smrti. Podľa Pozhitkova to môže ovplyvniť zdravie pacientov, ktorí dostali nový orgán. Majú zvýšený výskyt rakoviny v porovnaní s bežnou populáciou. Pointa snáď nie je v liekoch potláčajúcich imunitný systém, ktoré musia užívať, ale v posmrtných procesoch v transplantovanom orgáne. Zatiaľ neexistujú presné údaje, no vedci uvažujú o uložení orgánov na transplantáciu nie v chlade, ale na umelej podpore života.