Klaveska.cz ~ Zprávy ze serveru 'BIOTRIN'BIOTRIN

24.06.2024 08:14

Veřejné mínění o editaci genů v zemědělství a lékařství

[https://www.biotrin.cz/verejne-mineni-o-editaci-genu-v-zemedelstvi-a-lekarstvi]
Na začátku letošního roku byla v časopise Frontiers in Bioengineering publikována nová studie zabývající se veřejným míněním populace v USA o genové editaci v zemědělství a v lékařství. Editace genů, neboli genová úprava, již významně přispěla k velkému pokroku v obou těchto oblastech a mnoho dalších aplikací je neustále ve vývoji. Nejen dle této studie, ale obecně platí, že veřejnost, a to nejen americká, příliš nedůvěřuje biotechnologiím ani v zemědělství, natož v lékařství. Již dřívější průzkumy (z let 2014-2016) v USA ukázaly, že geneticky modifikované (GM) potraviny jsou za bezpečné považovány asi jen u 37 % americké populace. Velká část veřejnosti však nebyla do té doby seznámena s tisíci studiemi potvrzujícími bezpečnost GM plodin, ani s jejich bezproblémovým působením na trhu. Vnímání této problematiky veřejností je proto důležitým faktorem při jejich uplatnění, protože negativní přijetí může zabraňovat následnému uvedení na trh. Uvádí se, že nedostatek veřejného dialogu ve společnosti o GM organismech již nenapravitelně poškodil obor genového inženýrství, čemuž je potřeba se vyvarovat, a o pokračujícím rozšiřování genové editace široce diskutovat právě ve veřejném dialogu. Cílem této studie bylo zkoumání a posouzení názorů americké veřejnosti na genové úpravy v zemědělství a lékařství. Data byla získána ze dvou průzkumů provedených v letech 2021 a 2022, a to mezi více než 4 500 respondenty. V průzkumech byli lidé dotazováni na obeznámenost s genovými úpravami, na jejich bezpečnost a především na množství informací nutných ke změně jejich názoru (v souvislosti s genovými úpravami). V rámci studie bylo zjištěno, že častěji si respondenti slova „editace genů“ spojili s lékařstvím než se zemědělstvím, přestože pojem biotechnologie velká část veřejnosti spojuje hlavně se zemědělstvím. Výsledky studie také ukázaly, že lidé jsou více obeznámeni s konkrétními genovými úpravami v zemědělství než v lékařství, a současně na ně mají v zemědělství pozitivnější a jistější názory i s ohledem na bezpečnost v porovnání s lékařstvím. Vznikající trend ukazuje, že lidé potřebují více faktů a důkazů ke změně názoru na bezpečnost genových úprav v lékařství než v zemědělství. Dokonce bylo zjištěno, že v případě, kdy byla tázána veřejnost obeznámená s genovými úpravami v biotechnologiích, tak byla pravděpodobnost, že genové úpravy budou považovány za bezpečné, výrazně vyšší než u respondentů, kteří o genových úpravách v biotechnologiích příliš mnoho informací neměli. Tato fakta naznačují, že je potřeba zlepšit komunikaci a vzdělávání o bezpečnosti a výhodách biotechnologií nejen v zemědělství a v lékařství, ale i napříč více obory. Rovněž informace dostupné na internetu a v televizi přitahují pozornost a vyvolávají obavy z lékařského využití genové editace, což vede k pochybnostem o etice této technologie, ale současně s tím jsou poskytovány příležitosti k diskuzi o jejích přínosech a rizicích. S rozvojem technologií je taktéž klíčové zapojit veřejnost do rozhovorů o genetických úpravách nejen v zemědělství a lékařství, aby mohly být posouzeny jejich názory a překážky bránící přijetí. Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20673 https://iasvn.org/en/homepage/Study-Reveals-Public%60s-Positive-Opinion-on-Gene-Editing-Applications-in-Agriculture-13104.html https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2024.1340398/full

20.06.2024 04:42

...existují geneticky modifikované houby, které jsou odolné vůči hnědnutí?

[https://www.biotrin.cz/existuji-geneticky-modifikovane-houby-ktere-jsou-odolne-vuci]
Úpravou pomocí technologie CRISPR bylo docíleno toho, že obyčejná houba, jako např. hřib bílý, byla po genové úpravě odolná vůči hnědnutí. Modifikovány byly geny kódující enzym – polyfenoloxidasu (PPO), který je, obdobně jako u nehnědnoucích jablek, zodpovědný za hnědnutí. Technologií CRISPR-Cas9 bylo odstraněno jen pár bází v genomu houby, avšak vyřazen tím byl jeden gen ze šesti kódujících enzym PPO. Tímto vyřazením genu došlo ke snížení aktivity enzymu PPO až o 30 %, což znamená výrazné omezení procesu hnědnutí. Konečný produkt má také delší trvanlivost a odolnost vůči skvrnám způsobeným manipulací např. při sběru. Na modifikaci hub pracoval již od roku 2015 rostlinný patolog Yinong Yang z Pensylvánské univerzity (Penn State), který produkt představil i skupině z USDA. Ti mu o rok později potvrdili, že houba modifikovaná pomocí technologie CRISPR-Cas9 nebude podléhat schválení USDA. Důvodem byl fakt, že neobsahuje cizorodou DNA z rostlinných škůdců, jako jsou viry a bakterie, tzn. neobsahuje transgeny, ale má změněný pouze vlastní genom. Rozhodnutí USDA výrazně otevřelo cesty pro potenciální komercionalizaci této houby a je příslibem pro dokonalé šlechtění plodin se žádoucími vlastnostmi, jako např. nízké hladiny toxinů, odolnost vůči suchu, chorobám apod. Rovněž pomohlo a mělo by pomoct do budoucna s vývojem dalších GM plodin pomocí CRISPR-Cas9. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.nature.com/articles/nature.2016.19754 https://www.psu.edu/news/research/story/gene-edited-mushroom-created-penn-state-researcher-changing-gmo-dialogue/ Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

17.06.2024 07:35

Oživení stoletého výzkumu bakteriofágové terapie

[https://www.biotrin.cz/oziveni-stoleteho-vyzkumu-bakteriofagove-terapie]
Jedním z největších problémů současné klinické medicíny je snižování a ztráta účinnosti antibiotik. Podle údajů Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) se v USA ročně objeví téměř tři miliony infekcí rezistentních vůči antimikrobiálním látkám, což má za následek více než 35 000 úmrtí. Vzhledem k obrovské složitosti, finančním nákladům a nejistým výsledkům i v případě úspěchu se výzkum nových antibiotik v současné době prakticky zastavil a počet účinných antibiotik pomalu klesá. Na počátku 20. let 20. století, tedy ještě před objevem antibiotik, vědci uvažovali o využití bakteriofágů, specificky bakteriálních virů, k ničení infekcí způsobených patogenními bakteriemi. Dnes se mnoho výzkumných skupin k této více než 100 let staré myšlence s velkými nadějemi vrací. Ztráta funkčnosti antibiotik je způsobena především nadměrným a nesprávným používáním a likvidací antibiotik. Bakterie si mohou snadno vytvořit jakousi imunitu vůči antibiotikům v subletálních koncentracích, a navíc si ji mohou předávat mezi populacemi horizontálním přenosem genů. Stupňující se krize podtrhuje potřebu alternativní léčby a fágová terapie se jeví jako slibné řešení. Bakteriofágy, ačkoli jich je extrémně mnoho, zůstávají z velké části neprozkoumané a mají prakticky nekonečný potenciál, který je třeba uvolnit jejich dalším studiem. Právě o antibakteriální terapeutické využití bakteriofágů se v nedávno vydané studii snaží vědci z Northwestern University. Pomocí technik syntetické biologie úspěšně vytvořili DNA bakteriofága, který se zaměřuje na bakterii Pseudomonas aeruginosa. Patogenní bakterie tohoto druhu působí těžké infekce u imunokomprimovaných pacientů, po operacích či při cystické fibróze. Léčba pseudomonadových infekcí je značně stěžována v důsledku schopnosti těchto bakterií akumulovat velké množství genů antibiotické resistence. Vědci pomocí genomických technik úspěšně produkovali modifikované fágové genomy JG024 a DMS3 pomocí rekombinantního klonování v kvasinkách. Tyto bakteriofágy nebyly samy schopny infikovat bakteriální buňky, vědci je tedy do bakteriálních buněk vnesli pomocí elektroporace, čímž obešli obranu patogenu a vytvořili viriony, které bakterii zevnitř zničily. Tímto procesem vzniklé fágy už na rozdíl od těch původních infikovaly buňky P. aeruginosa velmi ochotně. Studie demonstruje pokrok v oblasti fágové terapie a představuje významný krok směrem k vývoji alternativní léčby infekcí rezistentních vůči antibiotikům. Na rozdíl od tradičních antibiotik, která mohou působit vedlejší účinky, fágy nabízejí možnost selektivní infekce cílené bakterie bez narušení přirozené mikrobioty organismu. Držme vědcům zkoumajícím bakteriofágové terapie palce a doufejme, že bude brzy možné sklízet pomyslné plody jejich práce. Zdroje: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/01/240131144435.htm https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.02897-23 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3442826/

13.06.2024 08:07

…strategie GMO ve východní části světa se výrazně liší od přístupu západního světa – USA a EU?

[https://www.biotrin.cz/strategie-gmo-ve-vychodni-casti-sveta-se-vyrazne-lisi-od-pristup]
V červenci 2016 podepsal ruský prezident Vladimir Putin zákon zakazující pěstování GM rostlin a chov GM živočichů na území Ruské federace. V roce 2020 následoval zákon o doktríně potravinové bezpečnosti, který zakazuje dovoz, distribuci, pěstování a chov geneticky modifikovaných organismů. Výjimku ze zákazu dovozu a pěstování GM plodin tvoří dovoz vybraných GMO potravin (např. sója) za účelem výzkumných účelů a některých potravin určených ke konzumaci. Z vojenských a politických důvodů byly na Rusko v letech 2014 a 2022 uvaleny sankce ze strany USA, EU a dalších zemí, které ovlivňují dovoz a vývoz potravin a zemědělských produktů. Zemědělství je základní součástí života Rusů, i když většina jejich půdy není pro zemědělství vhodná. Zákaz GMO je proto překvapující, protože genetická modifikace rostlin odolných vůči proměnlivým teplotám a suchu by mohla zvýšit celkovou produkci potravin. Navzdory tomu jsou Rusové, i vlivem místní propagandy, vůči GMO skeptičtí – až 80 % z nich se GMO obává. Přesto Rusko plánuje do roku 2027 vyvinout téměř 40 nových odrůd plodin a živočichů s upraveným genomem, ale doposud nejsou známy zprávy o vzniku jakéhokoliv GM produktu. V případě Číny se jedná o mnohem delší historii. Koncem 90. let uvedla Čína na trh svou první geneticky modifikovanou plodinu – tabák odolný vůči virům. V dnešní době je Čína největším dovozcem potravin na světě. Očekává se, že do roku 2050 vzroste její poptávka po potravinách o 30 %, zatímco produktivita půdy dosahuje svých limitů. V reakci na to považují politici v Pekingu potravinovou bezpečnost za klíčovou prioritu. Nedávno Čína povolila několika domácím společnostem komerční produkci a distribuci GMO kukuřice a sóji. Všechny GMO a GMO produkty pak musí být dle legislativy viditelně označeny, což zákazníkům umožňuje snadnou orientaci v tom, co kupují, a GMO produktům se tak často vyhýbají. Skepsi spotřebitelů prohloubila netransparentnost schválení Bt rýže v roce 2009 a skandál se zlatou rýží v roce 2012, kdy byla bez souhlasu testována na školních dětech. Podpora konzumace GM potravin je nízká – v roce 2018 je pozitivně vnímalo méně než 12 % čínských spotřebitelů. I přesto Čína považuje GMO za nezbytné pro budoucí potravinovou bezpečnost a investuje tak až 3 miliardy USD ročně do výzkumu a vývoje GMO technologií. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.reuters.com/world/china/chinas-embrace-gmo-crops-gains-momentum-with-new-import-planting-approvals-2024-01-18/ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9755788/ https://www.thinkchina.sg/chinas-embrace-gm-crops-will-have-global-implications https://bezpecnostpotravin.cz/UserFiles/publikace1/Moderni_biotechnologie_WEB.pdf https://geneticliteracyproject.org/2023/06/30/russia-banned-gmos-years-ago-to-distinguish-itself-from-the-united-states-whats-its-current-stance-toward-genetic-engineering-crispr-and-other-new-breeding-techniques/ Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

10.06.2024 10:00

Pěstování rostlin ve vesmíru bez zásahu člověka je na dosah

[https://www.biotrin.cz/pestovani-rostlin-ve-vesmiru-bez-zasahu-cloveka-je-na-dosah]
Vědci z University of Illinois Urbana-Champaign v časopise Device představují autonomní, dálkově ovládané senzory, nazvané SPEARS2. Tyto vysoce roztažitelné senzory jsou schopny sledovat a přenášet informace o růstu rostlin bez nutnosti lidského zásahu. Profesorka chemického a biomolekulárního inženýrství Ying Diao, která studii vedla spolu s profesorem biologie rostlin Andrewem Leakeyem navíc uvádí, že tyto senzory, vyrobené z polymeru, jsou odolné vůči vlhkosti a teplotě a mohou se roztahovat o více než 400 %. Tím je zajištěno, že k rostlině zůstávají připevněny i během jejího růstu a mohou vysílat bezdrátový signál na vzdálené monitorovací místo. Tým pod vedením profesorky Diao přistoupil k projektu s cílem vytvořit vysoce spolehlivé, roztažitelné elektronické zařízení. Původně plánované zdokonalení mělo trvat několik měsíců, avšak vývoj senzoru SPEARS2 nakonec vyžadoval tříleté intenzivní úsilí. Hlavním problémem byl polymer, ze kterého bylo zařízení vyrobeno, neboť bylo nutné dosáhnout požadované měkkosti a roztažitelnosti. Po vyřešení problémů s roztažitelností následovala fáze zajištění konzistence výsledků při práci s nositelnou elektronikou v extrémních podmínkách, jako je vysoká vlhkost a rychlý růst rostlin. I tento problém se vědcům nakonec podařilo překonat. Tento technologický pokrok, motivovaný především potřebami astronautů pěstovat udržitelným způsobem zeleninu během dlouhých misí, umožňuje provádět přesná neinvazivní měření růstu rostlin v reálném čase. Přesto je stále prostor pro další výzkum. Zmiňovaná studie se totiž zaměřuje především na rostliny rostoucí směrem vzhůru, jako je kukuřice. Vědci proto plánují rozšířit svou metodiku a vytvořit systém schopný sledovat růst rostlin i směrem dolů. Kromě toho tým pracuje na schopnosti snímat a monitorovat chemické procesy na dálku. Zdroje: https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20727 https://www.igb.illinois.edu/efi/article/study-brings-scientists-step-closer-successfully-growing-plants-space

06.06.2024 09:56

Zlatá rýže má důležitou B1 sestru

[https://www.biotrin.cz/zlata-ryze-ma-dulezitou-b1-sestru]
…. a není to žádné béčko. Pro ochranu lidského zdraví v zemích s tradiční preferencí rýžové stravy může mít obdobný význam jako kultovní zlatá rýže (angl. Golden Rice, GR), možná i větší. Důsledky avitaminózy thiaminu (B1) jsou koneckonců známy i čtenářům klasické cestovatelské beletrie. Ano, jedná se o nemoc beri-beri, chronickou slabost svalstva i nervové soustavy. Nikoliv náhodou má thiamin synonymum aneurin. Obdobně příběhu GR si standardní rýže umí tento vitamin v různém množství tvořit a ukládat – ale jen do svých zelených částí. V omletých obilkách zcela chybí. A tak i dnes asijské země typu Kambodža obtížně řeší masivní avitaminózu se zdravotními či dokonce fatálními důsledky – zejména u kojících matek či malých dětí Bílá B1 přišla na svět před třemi lety pomocí shodné techniky jako její žlutá/zlatá sestra. Tedy oním v Evropě stále ostrakizovaným genovým transferem, pomocí chytře poskládaného vektoru. Shodným úzkým hrdlem této strategie byla opět potřeba zajistit dostatečnou expresi klíčového SiTBP (Sesamum indicum Thiamin Binding Protein) v rýžovém endospermu. Různé publikace ji předcházející totiž sice prokázaly možnost obecně zvýšit hladiny B1 v pokusných rostlinách – ale kvalita zrna se nezlepšila. Aktivitu SiTBP řídil v tomto případě rýžový promotor endospermové exprese glutelinu původem z plané rýže Oryza japonica. Jejich přesnou vzájemnou vazbu ovšem bylo nejprve nutno upravit pomocí systému bakterie Escherichia coli. Povedlo se. Autoři získali 45 nadějných transformantů. Z těch byly tři, s nezávislými T-DNA „insertion events“ (tenhle termín se mi opakovaně líbí, kdykoliv se s ním v branži genetických modifikací potkám), morfologicky podobné planému typu. Ty byly postoupeny do následných testů na tchajwanských políčkách v letech 2022 a 2023. Analýzy z nich vybraných linií prokázaly tří- až čtyřnásobné zvýšení hladiny vitaminu B1 v loupaných zrnech. A to už je zásadní úspěch. Podle současné znalosti lékařské vědy by měla přibližně 300g miska této vařené rýže pokrýt třetinu jeho potřebné denní dávky pro dospělého člověka. Autoři doufají v další vylepšení produkce. Úspěch je výsledkem mezinárodní spolupráce několika institucí: dvou švýcarských (University of Geneva – UNIGE a ETH Zurich) a Taiwan´s National Chung Hsing University (NCHU) . Domovská zurichská universita Inga Potrykuse přispěla i velmi osobně – v tchajwanském týmu byl i hostující emeritní profesor z ETH Wilhelm Gruissem. Nejspíš se nedozvíme, co tomu říkal sám Ingo. Loni v prosinci slavil devadesátiny. Popravdě jsem se ho zatím netroufl přímo ptát. Problematikou GM se už pár let nevzrušuje, jeho hlavním zájmem se stalo umění, zejména románské. Vydal o něm již řadu knih. Považuje totiž za přímo osobní urážku evropskou strategii zřeknutí se „klasických GM“ výměnou za legalizaci technik genové editace (GE). Z pohledu „reálné politiky“ je to nejspíš výhra. Z pohledu odborného ale pitomost, s velmi závažnými důsledky i pro zdraví a život „obyčejných lidí“. stvoření B1Rice je toho dalším dokladem. Techniky GM, dovolující vpravit do metabolismu cílové plodiny celý několikastupňový syntetický řetězec, prostě zatím nemají alternativu. Zejména pak u plodin vysoce heterozygotních - viz třeba brambor, u nichž má takové vsunutí kompletního genového balíčku šanci být přijato bez nežádoucího narušení klasickým šlechtěním cizelovaného genotypu. V tomto kontextu bylo i velmi podstatné, že „přímo na místě“, v přirozených podmínkách domovského ekosystému, mohly být obratem realizovány i profesionální polní pokusy. Tedy ne někde na políčkách amerických univerzit, nevystavených aktivistickým nájezdům – jako v případě její zlaté sestry. Poskytly tak věrohodná sdělení jak o zachovaném fenotypu plodiny, tak o její neporušené standardní výnosnosti zrna. Což je samozřejmě nesmírně významné pro relevantní publicitu a následnou důvěru budoucích místních farmářů. Bude tato zpráva zajímat také evropské zatvrzelé odpůrce jak genetických modifikací (GM) tak technik genové editace (GE)? Inu, uvidíme. Autorský komentář prof. RNDr. Zdeňka Opatrného, CSc., emeritního profesora PřF UK v Praze Literatura: Fitzpatrick, T.B., Dalvit,I. et al.: Vitamin B1 enhancement in the endosperm of rice through thiamine sequesration. Plant Biotechnology J.: 1-3, 2024 https//doi.org/10.1111/pbi.14348 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/pbi.14348 Opatrný,Z.: Zlatá rýže. Příběh naděje a pokrytectví. Vesmír 96/6: 351-353, 2017 https://www.biotrin.cz/zlata-ryze-konecne-na-nasich-stolech/ https://www.unige.ch/medias/application/files/8017/1281/7616/Biofortified_rice_to_combat_deficiencies.pdf

03.06.2024 08:56

Odhalení klíčových genů souvisejících s poškozením DNA a lidskými nemocemi

[https://www.biotrin.cz/odhaleni-klicovych-genu-souvisejicich-s-poskozenim-dna-a-lidskymi-nemocemi]
V nové studii publikované v únoru v časopise Nature vědci z Wellcome Sanger Institute, jejich spolupracovníci z UK Dementia Research Institute na University of Cambridge a dalších organizací (celkem 45 autorů) identifikovali 145 klíčových genů spojených s poškozením DNA a lidskými nemocemi. V rámci této studie bylo systematicky prozkoumáno téměř 1 000 geneticky modifikovaných myších linií, což poskytlo hluboký vhled do mechanismů genomické nestability, postupu rakoviny, neurodegenerativních nemocí a možných terapeutických přístupů k nim. Genomická nestabilita, projevující se náchylností DNA k častějším chybám a změnám, je úzce spjata s tvorbou mikrojader a představuje klíčový znak stárnutí a mnoha onemocnění, včetně rakoviny, zánětlivých onemocnění a vývojových poruch. Mikrojádra (MN, micronuclei) vznikají v důsledku chyb v mitotickém dělení nebo z neopravených zlomů DNA, které vedou k mitotickým chromozomálním můstkům a událostem typu zlom-fúze-most. Tato miniaturní jádra obsahují chybně umístěný genetický materiál, který by měl být v buněčném jádru, ale nachází se volně v cytoplazmě buňky. Jsou chráněna atypickým jaderným obalem a mohou přetrvávat po několik buněčných cyklů, přičemž získávají abnormální epigenetické chromatinové značky, které se mohou přenášet i na další generace buněk. Mikrojádra jsou schopna replikovat svou DNA, i když asynchronně a pomaleji než jaderná DNA. Poškození mikrojader může vést k prasknutí jejich jaderného obalu, což dále indukuje hromadění poškození DNA a následnou chromozomální rekombinaci (chromotripse, chromothripsis). Zároveň dochází k silné prozánětlivé reakci zprostředkované enzymem cGAS (cyklický GMP-AMP syntáza), která může vést k buněčnému stárnutí. Přestože mikrojádra představují známý znak stárnutí a nemocí spojených s genomickou nestabilitou, genetické faktory regulující jejich tvorbu dosud nebyly plně objasněny. Aby vědci identifikovali faktory, které mohou regulovat tvorbu mikrojader in vivo, provedli screening více než 6000 myší (997 různých mutantních myších linií) pomocí vysoce citlivé detekční metody, která počítá mikrojádra v červených krvinkách pomocí průtokové cytometrie (Obr. 2). Identifikovali 145 genů, jejichž ztráta významně zvyšuje nebo snižuje tvorbu mikrojader. Mnohé z těchto genů mají své obdoby (ortology) spojené s lidskými nemocemi. Výsledky byly rozděleny do tří úrovní na základě statistické významnosti: Kategorie 1: 56 genů (P < 0,001) Kategorie 2: 49 genů (P < 0,005) Kategorie 3: 40 genů (P < 0,01) Výzkum ukázal, že geny zapojené do kohezivního spojení sesterských chromatid (SCC - Sister Chromatid Cohesion), jako jsou DSCC1, Esco1, Smc3, Sgo1/Sgol1 a Pds5b, hrají důležitou roli v regulaci tvorby mikrojader. Defekty v lidských protějšcích několika těchto genů způsobují multiorgánové syndromy nazývané kohesinopatie (genetické poruchy způsobené dysfunkcí kohesinových proteinů), které jsou spojeny s vývojovými a skeletálními abnormalitami, kardiovaskulárními anomáliemi (Obr. 1), viscerálními defekty a také s behaviorálními a neurologickými poruchami. Vyřazení genu DSCC1 u myší pětinásobně zvýšilo tvorbu abnormálních mikrojader a vedlo k charakteristikám podobným lidským pacientům s kohesinopatiemi, což ukazuje na klíčovou roli tohoto genu v udržování genomové stability. Obr. 1: Abnormality srdce a jater u myších embryí Dscc1-/- E14,5. Vlevo dole defekt komorového septa (vsd) u embrya Dscc1-/-. Vpravo dole abnormální struktura jater, konkrétně cysta (bílá hvězdička) a abnormálně zvětšené jaterní sinusoidy v kombinaci se sníženým počtem hepatocytů (černá hvězdička) v jaterním laloku embrya Dscc1-/-. Pomocí CRISPR screeningu vědci ukázali, že efekt způsobený ztrátou DSCC1 lze částečně zvrátit inhibicí proteinu SIRT1. To nabízí slibnou cestu pro vývoj nových terapií. Inhibitory SIRT1 představují potenciální terapeutickou možnost pro léčbu kohesinopatií a dalších genomových poruch. Včasný zásah zaměřený na SIRT1 by mohl zmírnit biologické změny spojené s genomovou nestabilitou, než se tyto změny plně rozvinou. Výzkum genetických modelů, které propojují tvorbu mikrojader s jejich následky, poskytuje důležité informace pro pochopení lidských nemocí. Tento výzkum ukazuje, jak mohou genetické studie přispět k lepšímu porozumění nemocem a vývoji nových léčebných metod, což může výrazně zlepšit zdravotní péči. Studie vyzdvihuje důležitost genetického výzkumu pro vývoj personalizovaných léčebných přístupů. Identifikace konkrétních genů spojených s nemocemi může vést k vytvoření cílených terapií, které by zlepšily výsledky léčby a kvalitu života pacientů. Výsledky studie poskytují cenné informace o genetických faktorech, které ovlivňují zdraví lidského genomu během života a vývoje nemocí. To může vést k lepším diagnostickým nástrojům a preventivním opatřením. Inhibitory SIRT1 představují slibnou terapeutickou možnost pro léčbu kohesinopatií a dalších genomických poruch. Tím se otevírá nová cesta pro vývoj léků, které by mohly specificky cílit na genetické faktory způsobující nemoc. Obr. 2: Schéma testu in vivo. Jsou zobrazeny údaje pro myš Dscc1 -– knock out (KO) a kontrolní skupinu -– wilde-type (WT). CD71 - transferinový receptor; NCE - normochromatický erytrocyt; PI - propidium jodid; RET - retikulocyt. Zdroje: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/02/240214150252.htm https://www.sanger.ac.uk/news_item/key-genes-linked-to-dna-damage-and-human-disease-uncovered/ https://www.nature.com/articles/s41586-023-07009-0

27.05.2024 08:35

A ta kráva mléko dává – a v něm inzulin!

[https://www.biotrin.cz/a-ta-krava-mleko-dava-a-v-nem-inzulin]
Jak už název napovídá, nebudeme se dnes bavit o známé dětské písničce, ale o průlomu v léčbě cukrovky. Cukrovka, tedy diabetes mellitus, je závažné chronické autoimunitní onemocnění, kterým celosvětově trpí stovky milionů lidí. Ať už se jedná o I. typ, kdy imunitní systém ničí β-buňky slinivky břišní produkující inzulin, nebo o II. typ, kdy je tělo vůči inzulinu rezistentní, léčba spočívá v prakticky doživotním dodávání inzulinu do těla prostřednictvím injekcí. Od prvního úspěšného podání inzulinu v roce 1921, původně izolovaného ze slinivek psů, jsme se díky intenzivnímu výzkumu dostali až k produkci rekombinantního lidského inzulinu, který je biosyntetizován bakteriemi Escherichia coli. Rekombinantní proinzulin, který se musí ještě in vitro přeměnit na inzulin pomocí proteáz, má identickou sekvenci, vysokou čistotu a lze jej produkovat v podstatě do nekonečna. Nevýhodou je však vysoká cena takovéto produkce, která limituje dostupnost léčby především v nízkopříjmových lokalitách. Vědci se tedy neustále snaží celý proces zefektivnit, především návrhem geneticky modifikovaných (GM) rostlin či živočichů umožňujících masovou produkci inzulinu za zlomek ceny. Jednou ze slibných možností je příprava transgenních krav produkujících inzulin do mléka. Dlouhé období laktace spolu s produkcí velkého množství mléka potenciálně vyvažují vysoké vstupní náklady obecně spojené s přípravou transgenních živočichů. Navíc na rozdíl od potravin není produkce léčiv prostřednictvím GM organismů v EU nijak limitována a konkrétně mléko se již komerčně používá, např. pro produkci antitrombinu v kozím mléce, či inhibitoru C1 esterázy v mléce králičím. V roce 2014 se podařilo poprvé vyprodukovat rekombinantní proinzulin v mateřském mléce laboratorní myši. První transgenní krávy jsme se však dočkali až v letošním roce. Mezinárodní tým vědců z Brazílie a USA dokázal tuto krávu cíleně upravit pomocí přenosu jádra somatické buňky (SCNT z angl. Somatic Cell Nuclear Transfer), které bylo získáno z fibroblastů transfekovaných pseudo-lentiviry nesoucími gen pro produkci lidského inzulinu pod kontrolou promotoru bovinního β-kaseinu. Deset embryí připravených pomocí SCNT bylo následně vneseno do recipientních krav, z nichž jedna zabřezla a přirozeně porodila zdravé tele. Po vyvolání laktace bylo zjištěno, že tato transgenní kráva vskutku do mateřského mléka produkuje inzulin, a to nejen ve formě neaktivního proinzulinu, ale překvapivě také naštěpeného funkčního lidského inzulinu, který u myší detekovaný nebyl. K přeměně proinzulinu patrně došlo působením proteáz, které jsou v mléce přirozeně přítomny, neboť usnadňují jeho štěpení a následně trávení v žaludku novorozenců. Kromě toho zajišťují vznik bioaktivních peptidů s antifungálními, antimikrobiálními a imunomodulačními účinky. Aktivita proteáz v kravském mléce tedy zvyšuje jeho potenciál pro biosyntézu nejen inzulinu, ale také dalších rekombinantních proteinů. Nicméně do budoucna bude nutné produkci vyladit tak, aby proteázy přehnanou aktivitou nezačaly štěpit samotný žádaný rekombinantní protein. Zdroje: https://doi.org/10.1002/biot.202300307 https://www.isaaa.org/kc/cropbiotechupdate/article/default.asp?ID=20720

23.05.2024 09:35

…v současné době se naprostá většina geneticky modifikovaných rostlin a živočichů upravuje pomocí technologie CRISPR?

[https://www.biotrin.cz/crispr]
CRISPR je zkratka pro „clustered regularly interspaced short palindromic repeats“ označující konkrétní technologii úpravy genů. Základem CRISPR je bakteriální imunitní systém, který si bakterie vyvinuly, aby byly chráněny před virovou infekcí způsobenou bakteriofágem. Jednoduše řečeno, pokud se DNA viru (fága) dostane do bakteriální buňky, bakterie je schopna DNA fága začlenit do svého genomu. V případě opakované virové infekce bakterie informaci uloženou v CRISPRu využívá k vytvoření obranných mechanismů, které napadají DNA fága a za pomoci proteinu – enzymu nukleáza Cas9 – ji v určitém místě rozštěpí a fága tak zničí. Metodou CRISPR se dá poměrně jednoduše změnit genetická výbava celých organismů. CRISPR má potenciál do budoucna doslova měnit medicínu a umožnit nejen snazší a rychlejší léčbu, ale také předcházet mnoha nemocem. V současné době má CRISPR využití především při genové terapii dědičných chorob, jako např. hemofilie, nebo diabetes, ale právě i při modifikaci např. potravinářských plodin. S objevem technologie CRISPR se otevřela i možnost změny genomu člověka. Pokus o genetickou úpravu lidských embryí byl zaznamenán v Číně. Čínský vědec Ťien-kchuej Che byl za celý experiment společností odsouzen z etických a morálních důvodů. Existuje však stále i část společnosti, která se domnívá, že se jedná o možnost přínosnou pro další generace. Zajímavostí rovněž je, že na objevu této velice levné a rychlé metodě, se podílel i jeden Čech – Martin Jínek, jenž byl součástí týmu nominovaného na Nobelovu cenu. Více informací na toto téma můžete najít zde: https://www.genome.gov/genetics-glossary/CRISPR https://www.newscientist.com/definition/what-is-crispr/ https://www.em.muni.cz/tema/9738-revoluce-v-molekularni-biologii-nuzky-jmenem-crispr Autorky textu: Kristýna Kliková, Tereza Branyšová

KLÁVESKA.cz

Zprávy ze serveru 'BIOTRIN'BIOTRIN