Průměrné hodnocení fotek v albu

Hračky pro psy v e-shopu dobra-miska.cz

Genetická modifikácia je vedomý zásah človeka do genetickej informácie (genetického materiálu, resp. genómu) živého tvora. Zaužíval sa výraz: geneticky modifikované (teda zmenené) organizmy, čo nie je celkom výstižné, pretože geneticky zmenený je vlastne každý - pohlavným rozmnožovaním vzniknutý - organizmus. V zahraničí sa používajú výrazy: genetické inžinierstvo, moderné resp. nové biotechnológie.

Genetický materiál je vysoko organizovanou štruktúrou, ktorej náhodné a potom trvalé zmeny (mutácie) sa v prirodzenom prostredí vyskytujú zriedka, no nie výnimočne. Keďže charakter mutácií je náhodný, väčšina z nich má tendenciu byť pre organizmus selekčne nevýhodná. Chybné riešenia v prírode neprežijú, čo spôsobuje tzv. selekciu, čiže výber.

Myšlienkou trvalého ovplyvnenia vlastností, najmä rastlín, ale i živočíchov, sa človek zaoberá od nepamäti. Vedecká práca a vedecké metódy však prakticky až v priebehu dvadsiateho storočia dosiahli úroveň, umožňujúcu systematické a rýchle napredovanie aj v tejto oblasti.

Vložiť gén do zvieraťa tak, aby jeho potomstvo bolo trvale pozmenené, je dnes u zvierat také jednoduché ako u rastlín.

Nasajte vybraný gén do veľmi jemnej sklenenej pipety, zabodnite koniec pipety do jedno-bunkového myšieho embrya odobratého z myši 12 hodín po párení a jemne zatlačte. Technika nie je dokonalá, pretože len asi 5 % myší bude mať aktivovaný žiadaný gén. Výsledkom je transgénna myš s génom začleneným na náhodnom mieste na jednom z chromozómov. Transgénne myši sú zlatým pokladom vedy. Umožňujú vedcom zisťovať, na čo gény sú a prečo. Mikroinjekcia ustupuje jemnejšej technike, ktorá má značnú výhodu v tom, že umožňuje gén vložiť na presné miesto.

Máme toľko génov ako šimpanz. Od myši sa líšime len asi 300 génmi.

Dlhoveká myš?

Vedci vytvorili myš, ktorá sa zbavuje voľných radikálov a predlžuje si tak život až o jednu pätinu.

Ako a prečo vlastne starneme? Podľa jednej z teórie predstavujú podstatu starnutia nepriaznivé účinky tzv. voľných radikálov – teda molekúl či atómov, ktoré sú schopné vytrhávať elektróny zo stavebných súčastí buniek a tak ich pomaly ale iste ničia.

Tím vedcov vedený Peterom Rabinovitchom z University of Washington v americkom Seattlu podporil túto teóriu tvorbou dlhovekej myši. Pomocou metód génového inžinierstva zaistil Rabinuvitchov tým myšiam zvýšenú produkciu enzýmu katalázy. Ten má rozkladať „leptavé“ molekuly peroxidu vodíka na neškodnú vodu a kyslík. Kataláza sa v tele prirodzene vyskytuje, ale väčšinou sa tvorí len cytoplazme buniek. Rabinovitchové myši vyrábajú veľké množstvo katalázy v mitochondriách. V mitochondriách sa to voľnými radikálmi len tak hemží. Mitochondrie zohrávajú v starnutí zrejme veľmi dôležitú úlohu. Nielen že sú zdrojom voľných radikálov, ale samé sa nimi poškodzujú.

Kataláza tu preto nájde oveľa viac práce než v cytoplazme buniek. V konečnom dôsledku výrazne tým tlmí škody, ktoré na bunkách vznikajú s postupujúcim vekom. Geneticky modifikované myši mali napríklad i vo vysokom veku prekvapivo zdravé srdce. Dožívali sa v priemere o 20% vyššieho veku než rovnaké nemodifikované myši.

Rabonovitch samozrejme vyvodzuje z experimentov svojho týmu optimistické závery, ktoré sľubujú ľudstvu predĺženie života. Ostatní vedci si také optimistické predpovede schovávajú pre vlastné objavy a Rabinovitcha za prehnaný optimizmus kritizujú.

Nebojácna myš?

Odveké nepriateľstvo medzi mačkou a myšou by sa mohlo stať minulosťou. Japonským vedcom sa podarilo geneticky vyšľachtiť myš, ktorá nemá strach z mačiek. Vedecký tím z univerzity v Tokiu pomocou genetického inžinierstva úspešne potlačil inštinkt tohto hlodavca čo najrýchlejšie zmiznúť z dosahu mačky. Použitím novej vyvinutej technológie génovej manipulácie vedci deaktivovali myšiam vybrané gény v časti mozgu zodpovednej za analýzu vnemov prichádzajúcich z čuchových buniek. Deaktivácia génov zodpovedných za inštinkty naviazané na niektoré vône spôsobila, že myši prestali pociťovať akýkoľvek strach z predátorov vrátane mačiek a líšok. Čuch zostal myšiam naďalej funkčný, rovnako ako reakcia na iné typy vôní.

Cieľom experimentu bolo potvrdiť teóriu, že strach z predátorov je u cicavcov zakódovaný geneticky, a nie získaný prostredníctvom skúseností, ako sa všeobecne predpokladalo.

"Pre myši je prirodzené báť sa mačiek a spanikáriť, len čo ucítia jej pach. Myš s určitými odstránenými čuchovými bunkami neprejavovala žiaden strach," uviedol líder vedeckého tímu Ko Kobajakawa.

"Odvážna myš sa k mačke bez problémov priblížila, dokonca sa k nej pritúlila a hrala sa s ňou. Zistenie, že strach je geneticky zakódovaný a nie získaný po narodení odporuje doterajším teóriám" dodal vedec.

Podľa tohto objavu by sa dalo predpokladať, že prirodzené obavy ľudských jedincov, napríklad z pokazených potravín, by takisto mohli mať základ v génoch.
Získané poznatky by mohli vedcom pomôcť objasniť, ako mozog spracováva informácie z okolitého prostredia.

Myš nakazená chrípkou?

Vďaka prvým myšiam, ktoré sa môžu nakaziť chrípkou, má veda nové šance na nájdenie liečby kašľa, kýchania, ale aj astmy. Vyplýva to zo štúdie, ktorú zverejnil magazín Nature Medicine. Vedci na univerzite Imperial College v Londýne vytvorili geneticky modifikované myši, ktoré nakazili vírusom chrípky.

Ten za bežných okolností napáda iba ľudí a šimpanzy. Výhodou je, že bude jednoduchšie testovať nové lieky a spôsoby liečenia aj pre iné dýchacie problémy, napríklad astmu alebo bronchitídu.

"Tieto myšie modely by mali znamenať zlepšenie výskumných snáh vo vývoji nových liečení pre bežnú chrípku, rovnako ako pre potenciálne smrteľné ochorenia ako akútna astma a COPD (chronické obštrukcie dýchacích ciest, napríklad chronická bronchitída)," uviedol líder vedeckého tímu profesor Sebastian Johnston.

„Už dávnejšie sme objavili, že keď sa rhinovírus raz dostane do bunky myši, tak sa množí rovnako ako v ľudskej bunke. Ale vírus nemohol napadnúť bunku myši, pretože receptor funguje ako zámok na dverách a nedovolí vírusu preniknúť do bunky,“ vysvetľuje profesor Johnston. „Teraz sme receptor u myši modifikovali, takže sa viac podobá tomu ľudskému. Zistili sme, že myši s týmito modifikovanými receptormi sú vnímavé k rhinovírusovej infekcii a v kombinácii s alergénom, ktorý spôsobuje alergickú reakciu v pľúcach, môže vírus vyvolať zhoršenú odozvu a viesť až k astmatickému záchvatu.“

Rhinovírusy, ktoré spôsobujú väčšinu prechladnutí, objavili pred 50 rokmi, ale ich štúdium bez možnosti experimentovania na myšiach bolo zložité.

Myš so superčuchom?

Genetici stvorili geneticky modifikovanú myš, ktorá v porovnaní s normálnou myšou, cíti pachy s desaťtisíc krát nižšou koncentráciou.

Výskumníčka Debi Fadool z Floridskej štátnej univerzity v Tallahasee so svojím tímom spolupracovníkov pripravila nový geneticky modifikovaný kmeň myší. Na tom by nebolo nič až tak neobvyklého, lebo GM myši dnes na vedeckých pracoviskách vznikajú ako huby po daždi. Tieto myši sú vcelku normálne až na to, že im chýba jeden proteín. Proteín nazývaný Kv1.3. Vie sa, že molekula tohto proteínu má funkciu v nervovej komunikácii a že sa vyskytuje v mozgovej oblasti, ktorá vyhodnocuje čuchové vnemy. Výskumníci sa snažili prísť na to, ako tento proteín pracuje a tak, ako je teraz zvykom, vyradili gén pre daný proteín z funkcie a sledovali čo sa stane. Testovali ako sú na tom s čuchom myši, ktoré ich zásahom do genómu o tento proteín prišli. Najskôr si mysleli, že niekde urobili chybu. Myši bez Kv1.3 proteínu objavili ukryté sušienky s vôňou búrskych orieškov dva krát rýchlejšie, než myši, ktoré proteín Kv1.3 mali v poriadku!

Keď ďalšie vône, ako napríklad pepermintová silica, bola nariedená vo vode a myši bez Kv1.3 proteínu ju rozpoznávali v koncentrácii desaťtisíc krát nižšej, začalo im svitať čo objavili.

Ďalšie a ďalšie pokusy ukazovali na to, že odstránenie uvádzaného proteínu, nielenže myšiam nezhoršuje čuch, ale naopak ho zlepšuje. Výskumníkom sa vyradením jedného génu podarilo stvoriť tvora so super citlivým čuchom. Nielen, že sú schopné detekovať nepatrné koncentrácie tekutých látok, ale sú tiež schopné rozoznať dve vône, ktoré sú po chemickej stránke takmer identické a ktoré normálnym myšiam voňajú rovnako.

Je možné, že lieky, ktoré dokážu znížiť množstvo proteínu Kv1.3 v ľudskom organizme, budú jedného dňa úspešne liečiť poruchu čuchu nazývanú anosmia. Čuch žien je približne desať krát citlivejší než čuch mužov, pričom najväčšiu citlivosť vykazujú tehotné ženy. Výskumníci už usudzujú, že najcitlivejší jedinci zrejme majú, podobne ako je tomu u myši, najnižšiu hladinu proteínu Kv1.3. Usudzuje sa, že objavený proteín v organizme funguje tak, že ovplyvňuje počet glomerulov v mozgu, ktoré sú špecializované na signály prichádzajúce z nosu a ktoré sú vo vzťahu s mozgovou oblasťou vyhodnocujúcou pachy.
Výskumníčke Fadool sa podarilo preukázať, že aspoň u myši, ktorým Kv1.3 chýba, je takých glomerulov skutočne viac a že súčasne ich čuchové nervy častejšie prepúšťajú vzruchy. Podrobnejšie vysvetlenie tohto javu zatiaľ nie je známe.

Myš superbežec?

Americký vedci vytvorili genetickou mutáciou myš, ktorá prebehne bez zastávky šesť kilometrov rýchlosťou 20m za minútu. Myši dostali meno PEPCK-Cmus.

I tento krát ide o transgénnu myš. Konkrétne ide o myš, ktorá má o jeden gén viac. Ide o chimerický gén, ktorý svojej nositeľke zaisťuje zvýšenú tvorbu jedného enzýmu. Enzýmu fosfoenolpyruvátkarboxykináza, ktorý sa zúčastňuje pri získavaní energie a dovoľuje zvieraťu vo väčšej miere zužitkovávať mastné kyseliny. Takýmto myšiam sa potom vo svaloch tvorí len veľmi málo kyseliny mliečnej. Tie najvydarenejšie myši majú vo svojich svaloch, v porovnaní s normálnou myšou až jedenásť krát vyššiu aktivitu sledovaného enzýmu.

Ďalšiu vec, ktorú vedci u svojich novo vytvorených myší zistili je, že majú zvýšený počet mitochondrií a vysokú koncentráciu triglyceridov vo svaloch.

Normálne myši krátko po vystavení svalovej námahe prepínajú svoj metabolizmus zo spracovávania mastných kyselín na spotrebu glykogénu a práve využívanie polysacharidu glykogénu má na svedomí tvorbu kyseliny mliečnej a skorú únavu svalov.

Hneď ako vedci vytvorili prvú z týchto myší bolo im jasné, že niečo nie je v poriadku. Myši sa správali „nejako divne“ V klietke stále behali sem a tam. Keď sa vedci na ich správanie pozreli bližšie, tak sa ukázalo, že sú sedem krát aktívnejšie. V porovnaní s ich normálnymi vrstovnicami si ponechávali vysokú životnú aktivitu, vrátane tej sexuálnej. Niektoré z myší mali potomstvo vo veku dva a pol roka. Keď si uvedomíme, že normálne myši sa prestávajú reprodukovať vo veku jedného roka, tak je to ako by ženy bez väčších problémov rodili v deväťdesiatke.

Vedci zatiaľ nevedia prečo tieto geneticky upravené myši toho v porovnaní s kontrolou zožerú o 60% viac a i tak zostávajú štíhle a drobného vzrastu. Vysoká metabolická aktivita myšiam zrejme prospieva. Ďalšou pozorovanou zmenou je zvýšená agresivita.

To, že rovnaký gén má aj človek dáva tušiť, čo všetko sa tu ponúka. Bude závisieť len na spoločnosti, či využitie týchto poznatkov nasmeruje k náprave svalových onemocnení, novým formám športového dopingu alebo k predlžovaniu aktívnej dlhovekosti.

Myš s rybím tukom?

Omega 3 – mastným kyselinám sú často pripisované ochranné účinky proti ochoreniam srdca a obehového systému, ďalej majú pozitívny vplyv na nervové sústavy a imunitný systém.

Niektorí producenti potravín živočíšneho pôvodu sa snažia kŕmiť svoje zvieratá extraktmi z rýb, aby do ich produktov nejaké tie „omega trojky“ dostali. Ale je to hrozne drahé a efekty sú pochybné.

Jing Kang z Harvardu ponúka iné riešenie. Jeho pozornosť zaujal enzým drobného hlísta Caenorhabditis elegans schopný premieňať „zlé“ omega 6 – kyseliny na „dobré“ omega 3 – kyseliny. Cicavcom takýto enzým chýba. Kang preto vytvoril geneticky modifikovanú myš, ktorá pomocou génu z hlísta vytvára v tele „omega trojky“ a je to teda akási „myš s rybím tukom“. Myšiam s pozmeneným metabolizmom mastných kyselín sa zrejme dobre darí a produkcia „omega trojok“ im nevadí. Kang je presvedčený, že rovnaký postup by sa mohol uplatniť i u hospodárskych zvierat, ktoré by potom produkovali mäso, mlieko alebo vajcia so zvýšeným obsahom omega 3 – polynenasýtených mastných kyselín.

Netreba iste dodávať, že odporcovia geneticky modifikovaných organizmov už Kangove zámery ostro odsúdili.

Myš s cudzími mitochondriami?

Väčšina buniek nášho tela má jedno jadro a v ňom má tromi miliardami písmen genetického kódu zapísaných asi 35 000 génov. Nie je to jediná dedičná informácia v našom tele. Okrem jadra má bunka i niekoľko tisíc mitochondrií a v každej z nich je 16 569 písmenami genetického kódu zapísaných 37 génov. Mitochondriálna DNA je oproti jadrovej dedičnosti len zlomok, ale zanedbateľná nie je. Poruchy mitochondriálnych génov bývajú príčinou rady vážnych chorôb, napríklad niektorých typov svalových dystrofií.

Zatiaľ čo poruchy jadrových génov už vieme vďaka génovým inžinierom študovať pomocou tzv. génového knokautu (teda cieleného vyradenia jadrového génu z funkcie), knokaut mitochondriálnych génov narážal na problémy práve preto, že v bunke je mitochondrií príliš vela.

Tím vedcov z University of Melbourne a americkéj University of Rochester vedený Austrálčanom Matthewem McKenziem vytvoril myš, ktorá má mitochondrie iného živočíšneho druhu.

Na začiatku mali vedci k dispozícii embryonálne kmeňové bunky obyčajnej myši domácej. Tieto bunky sú vypestované z embrya, bez problémov sa množia v laboratórnych podmienkach a po vložení do myšieho zárodku sú schopné podieľať sa na tvorbe akéhokoľvek tkaniva či orgánu. U týchto buniek vedci „vybili“ mitochondrie zvláštnou chemikáliou a vzápätí poskytli bunkám „transfúziu“ cytoplazmy s mitochondriami odobratými z buniek blízko príbuzného druhu myši stredozemnej (Mus spretus) alebo vzdialenejšej príbuznej myši (Mus dunni). Bunky si i po tejto náročnej operácii udržali životaschopnosť a po zavedení do zárodku sa podieľali na výstavbe tela narodenej myši. Podieľali sa dokonca aj na stavbe pohlavných žliaz, takže niektoré vajíčka samíc niesli v cytoplazme mitochondrie cudzieho druhu a jadre mitochondrie myši domácej. Po ich oplodnení sa narodili myši, ktoré hostili cudzie mitochondrie s myšími jadrami v každej bunke tela.

Predovšetkým v prípade kombinácie jadra myši domácej s mitochondriami myši Mus dunni ale bolo jasné, že jadro a mitochondrie príliš nespolupracujú. Ide o druhy, ktoré delí až 6 miliónov rokov samostatnej evolúcie. Mitochondrie majú v tele za úlohu produkovať energiu, ale v prípade myší kombinujúcich jadro a mitochondrie zmienených druhov produkcia energie viazla. Väčšina myší uhynula a prežívali len samce. Dôvod tohto pohlavne jednostranného dopadu súžitia jadra s cudzími mitochondriami zatiaľ nie je vedcom jasný.

Ďalším krokom by malo byť vytvorenie myši, do buniek ktorých by boli rovnakým postupom vložené mitochondrie ľudí trpiacich následkami poškodenia mitochondriálnych génov. Vedci si od toho sľubujú vytvorenie zvieracieho modelu pre štúdium a vývoj liečby ľudských dedičných ochorení vyvolanými mutáciami v mitochondriálnej DNA.

Myš bez cholesterolu?

Cholesterol je jednou zo základných súčastí bunečných membrán a prvkom komunikácie medzi bunkami. Naše telo produkuje tri až štyri krát viac cholesterolu než prijímame potravou. Pokiaľ jeho príjem drasticky znížime, o to viac si ho telo vyrobí a naopak. Jeho nadbytok vedie ku kardiovaskulárnym problémom a jeho nedostatok je smrteľný.

Druhá časť tejto poučky však už neplatí. Postarala sa o to Elena Feinstein z výskumného centra Quark Biotech z mesta Nes Ziona v Izraeli. Tím ľudí pod vedením Feinsteinovej pozmenil myšiam gén (gén Dhcr24), ktorý kóduje enzým zúčastňujúci sa pri tvorbe cholesterolu. Myš si tak vo svojom tele môže vytvoriť prekurzor cholesterolu (desmosterol), ale nie cholesterol. Pretože myši bez cholesterolu sa narodili, a živé, je dôkaz, že funkcia cholesterolu môže byť v organizme nahradená inými molekulami.

Narodené bezcholesterové myši boli o štvrtinu menšie než ich vrstevníci, u ktorých gen Dhcr24 nebol knokautovaný. Narodenie myší ukázalo, že cholesterol nie je pre embryonálny vývoj nevyhnutný. Myši vo vývoji zaostávali, lebo bolo pre ne obtiažne vstrebať tuk obsiahnutý v materskom mlieku. Potom, čo po odstave začali zvieratá dostávať potravu bohatú na uhľohydráty, ich rast sa zrýchlil.

I keď k embryonálnemu vývinu cholesterol nebol potrebný, pre reprodukciu sa ukazuje byť nevyhnutný. Niektorí odborníci síce namietajú, že myši sa narodili len preto, že využívali materský cholesterol, ktorý do ich obehu prešiel placentou z krvi matky a že u ľudí by sa to nemohlo stať, vzhľadom na odlišný typ placenty.

Ale nech je to už akokoľvek, geneticky modifikované myši prispievajú k zodpovedaniu mnohých nejasností ohľadom cholesterolu a tým k zlepšeniu liečby ľudí ohrozených vysokou hladinou cholesterolu.

Myš bez „junk“ DNA?

Viac než 90% genómu organizmov, ako napríklad myší a ľudí, nekóduje žiadne proteíny. Dlho sa myslelo, že keď táto časť genómu nič nekóduje a neobsahuje gény, je pre organizmus zbytočným balastom. Neskôr sa ale ukázalo, že táto nekódujúca DNA vykazuje neobyčajnú podobnosť s rôznymi druhmi živočíchov. To znamená, že nepodlieha mutačným zmenám a tieto úseky si organizmus nejakým spôsobom pred mutáciami chráni. Taktiež ďalšie zistenie prinieslo novú teóriu, že tu prítomné nekódujúce sekvencie riadia vývoj embrya.

Keď sa nám už podarilo vytvoriť logickú teóriu o tom, že nekódujúca alebo tzv. „junk“ DNA je dôležitá, prišiel Edward Rubin aj so svojim tímom z Lawrence Berkeley National Laboratory v Californii a nabúral celú túto krásnu teóriu.

Dr. Rubin totiž vôbec nepokladal túto teóriu za dôležitú a jednoducho myši vystrihol veľký kus genómu. Myši, ktorým zahodil cez dva milióny párov báz, sa bez problémov narodili.

Jediné, čo na nich vedci spozorovali by sa dalo charakterizovať tak, že sa im zmenila len povaha. Miesto toho, aby sa skrúcali napadnuté rôznymi chorobami, ako následok toho, že im zahodili kus ich genómu, si spokojne „vegetia“. Vedci im urobili stovku testov aby našli nejakú vážnejšiu metabolickú poruchu, no márne.

Trucovité správanie pokusných myší nás tak vracia o desať rokov späť. Do doby keď kraľovala teória o tom, že dôležitá je len nepatrná časť genómu, ktorá kóduje gény a zvyšných 90% DNA je odpad, ktorý je pre organizmus zbytočnou záťažou.

Ťažko uveriť, že by sa organizmus ťahal s tak obrovským balastom, keby preň nemal nejaký význam. Môžeme očakávať, že sa vedci teraz rozdelia na dva tábory a začnú sa hádať o to, ako to s tou dôležitosťou 90% nášho genómu vlastne je.

Zdroj: foto: pixabay, informácie: uniba.sk, osel.cz, Imperial College London, Case Western Reserve University, M. McKenzie et al.

Klíčová slova: dna, gmo, genóm, genetika, mitochondria, chromozóm, myš, myši, hlodavce, pokusy, laboratórium, výskum, testy


Poprvé na Zoologeru?