Češi míří na Island odhalit tajemství žraloka, který žije 400 let

Existuje jeden druh žraloka, který žije déle než ostatní. Ne o pět nebo o deset let, ale o stovky let. Žralok malohlavý se prokazatelně dožívá 400 let. Jak je to možné, se vydává do Grónského moře zjišťovat česká expedice vedená Václavem Brázdou z Biofyzikálního ústavu Akademie věd ČR spolu s kolegy z Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity. „Pokud se nám podaří odhalit, proč tomu tak je, mohl by stejný mechanismus přispět k prodloužení života nebo k jeho zkvalitnění v pozdějším věku i u lidí,“ říká Václav Brázda.

Opravdu je žralok malohlavý nejdéle žijící obratlovec na světě?

Ano, je to tak. Uvádí se, že žije až 400 let, ale u některých jedinců tohoto druhu je délka života patrně ještě delší. To je výjimečné nejen mezi žraloky, kteří se obvykle dožívají třiceti až padesáti let, ale také mezi všemi obratlovci. Vzhledem k tomu, že žije několikanásobně déle než ostatní žraloci, musí mít právě tento druh nějaký mechanismus, proč tomu tak je. My jsme nyní získali grant nadačního fondu NEURON a pokusíme se tento mechanismus odhalit a zjistit, díky jakým genům či struktuře DNA může tento druh žít tak dlouho bez výrazných zdravotních problémů.

 

Máte nějaké tipy? Teorie, které si jedete potvrdit či vyvrátit?

Máme. Dlouhodobě zkoumáme protein p53, což je známý nádorový supresor. To znamená, že pokud je v normální formě, brání vzniku nádorů. Naopak v případě nádorových onemocnění je tento protein mutovaný. My jsme se zaměřili na studium tohoto proteinu u různých organismů, jak krátkověkých, tak i dlouhověkých. A chyběla nám informace právě o druhu, který žije nejdéle, o žraloku malohlavém. Jeho genom dosud není známý. Zároveň však z našich dřívějších výzkumů vyplynulo, že u všech dosud zkoumaných dlouhověkých organismů má tento protein velmi specifické změny v jedné určité oblasti. Nyní tedy potřebujeme zjistit, jestli stejné změny má i žralok malohlavý a jsou tím důvodem, proč může žít takto dlouho. Nicméně těch možností, proč tomu tak je, může být mnohem více.

 

Jaké další například?

Dlouhověkost se také často spojuje s aktivitou telomerázy, enzymu, který reguluje konce DNA. S přibývajícím věkem se telomery, tedy konce chromozomů, postupně zkracují, až se dostanou do určité kritické délky, kdy už organismus není schopen buňky dobře regenerovat a dochází k jejich odumírání. Dá se tak říct, že život je limitován délkou telomer a aktivitou telomerázy. To je další věc, na kterou bychom se chtěli v naší analýze zaměřit. Nicméně chceme udělat takzvané celogenomové sekvenování, tedy získat informaci o celém jeho genomu. Protože genů nebo procesů, které vedou k dlouhověkosti, je samozřejmě celá řada a my doufáme, že bychom mohli najít i něco nepoznaného, tu jeho vychytávku právě na základě analýzy ne jednoho genu, ale celého jeho genomu. Toto jsou naše tipy: protein p53, telomeráza, a protože celý mechanismus může být úplně jiný, chceme analyzovat celý jeho genom.

 

 

Srovnání s velrybami

Zeptám se úplně laicky, nemůže jeho dlouhověkost souviset prostě jen s tím, že žije ve velkých hloubkách, a tím i velmi studené vodě, a má tedy pomalý metabolismus?

To samozřejmě určitou souvislost mít může, ale známe celou řadu organismů, které žijí ve velkých hloubkách a chladné vodě a žijí mnohem kratší dobu. Nabízí se zde ale srovnání s velrybami. Ty se také dokážou ponořit do velkých hloubek a jejich průměrný věk dožití je mezi 30 a 90 lety. A opět je mezi nimi jedna – velryba grónská, Balaena mysticetus –, o které se uvádí, že může žít až nějakých 200 let.

 

Zkoumali jste už enzym p53 u této velryby?

Ano, tuto studii jsme už publikovali. Právě i u ní jsme našli změnu v oblasti vazby tohoto proteinu na DNA a shoduje se to i s nálezy u ostatních dlouhožijících obratlovců.

 

Uvádí se, že žralok malohlavý žije zhruba jeden kilometr pod hladinou. Jak se k němu máte v plánu dostat?

On sice do takto velkých hloubek je schopen plavat, ale stále tam nežije. Vyskytuje se v celém rozmezí až do této hloubky a jsou místa, kde se objevuje i poblíž pevniny. I proto byl v minulosti na Islandu systematicky loven. To se dnes už neděje, ale stává se, že i on občas uvízne v rybářské síti při lovu jiných druhů ryb.

 

Jakým způsobem ho budete lovit?

Máme domluvenou loď a využijeme strategii rybářů, kteří na Islandu loví tradičním způsobem. Pokusíme se vytipovat si oblast, kde byl v poslední době viděn, a vylovit jej. Pak od něj co nejméně invazivním způsobem získáme vzorek tkáně jen tak velký, abychom z něj mohli izolovat molekuly RNA a DNA, a z těchto vzorků pak zjistit podrobnosti o jeho genetické informaci.

 

Jakou část jeho tkáně odeberete?

My už jsme testovali sekvenaci u jiného druhu žraloka, a sice u žraloka modrého, a u něj jsme si ověřili, že lze izolaci úspěšně provést ze svalové tkáně. Konkrétně chceme postupovat klasickým přístupem u ryb a žraloků, kdy se odebírá vzorek v blízkosti ploutve, v místě, kde je několik typů tkání.

 

Stačí malý vzorek

Pro žraloka samotného není tento postup nějakým způsobem ohrožující?

Ne, je to standardní postup, který se u žraloků používá. Nedochází při něm k výraznému invazivnímu poškození a neměl by mít žádné potíže. Současné sekvenační metody jsou tak pokročilé, že nám stačí velmi malé množství vzorku, dostatek DNA pro naše účely je už ve 2 gramech svalové tkáně. Zároveň bychom na žraloka chtěli umístit GPS lokátor, abychom mohli sledovat, jakým způsobem a kde se bude pohybovat.

 

Stačí vám pro váš výzkum jen jeden exemplář?

Pro sekvenační analýzu nám opravdu stačí jen jeden vzorek, ale samozřejmě kdybychom měli více, mohli bychom i porovnat, jestli jsou mezi žraloky nějaké individuální rozdíly.

 

A co když po dobu své expedice žádného žraloka nenajdete?

Naší výhodou je, že spolupracujeme s výzkumným institutem Marine and Freshwater research institut na Islandu. Pokud žádného žraloka po dobu naší zhruba třítýdenní expedice nechytíme, přijde na řadu krizový plán, pokračovali bychom v projektu ve spolupráci s nimi do té doby, než bychom s jejich pomocí získali čerstvý vzorek, ze kterého bychom mohli analýzy provést.

 

 

Předpokládejme, že to nebude potřeba a získáte ideální vzorek. Jak velká je podle vás pravděpodobnost, že se vaše teorie potvrdí?

S tím vyčkáme, až budeme mít před sebou výsledky analýzy. Samozřejmě čím více dat budeme mít, tím spíš pak můžeme říci, že ta hypotéza může či nemůže být s určitou pravděpodobností správná. V biologii je to však občas opravdu složité, protože regulačních mechanismů existuje v organismech celá řada a může je ovlivňovat také velké množství skutečností. Nicméně pokud by se nám potvrdila určitá typická změna právě v proteinu p53, prokázalo by to, jak velkou roli v dlouhověkosti má.

 

Mohl by se pak takový objev využít i v lidské medicíně?

To je velmi dobrá otázka, ale nevím, jestli na ni dokážu odpovědět. Nejdřív totiž musíme zjistit, v čem jeho tajemství je. Pokud by se potvrdila naše teorie s proteinem p53, mohly by získané informace pomoci ke zjištění, jak by měl být tento protein uspořádán, aby fungoval také v lidském těle tím správným způsobem. Takže určitě, pokud by se později cílilo léčbou na změnu konformace tohoto proteinu tak, aby fungoval tím žádoucím způsobem. Pak by samozřejmě mohl přispět k prodloužení života nebo jeho zkvalitnění v pozdějším věku.

 

Takže to použití by bylo spíše při prodloužení běžné délky života, nebo by se mohlo využít i při léčbě nádorových nemocnění?

V této chvíli jsou to jen hypotézy, takže přesně nevíme. Možností je nicméně celá řada a obě tyto varianty použití mohou být výstupem dalších studií. V současné době se u lidí po šedesátém, sedmdesátém, osmdesátém roce věku může kvalita života zhoršit. Objevují se různé nemoci, jako je například Alzheimerova choroba a různá neurodegenerativní onemocnění. Žralok malohlavý žije naproti tomu aktivním životem i v tomto pozdním věku. Pokud dokážeme zjistit, jaké geny se zejména zapojují do procesů, které vedou k těmto onemocněním, a pokud bychom je mohli nějakým způsobem lépe regulovat, nebo věděli, jakými proteiny můžeme člověka před těmito onemocněními chránit, mohla by se výrazně zlepšit kvalita života v tomto pozdějším věku.

 

Vy se budete zabývat základním výzkumem, nebo pak budete pokračovat i v dalších studiích, zaměřených i na případné využití u člověka?

My se samozřejmě budeme snažit nějakým způsobem zapojit i po sekvenaci genomu, ale naše pracoviště se primárně zabývá základním výzkumem. Naše výsledky by tak byly asi spíše zejména inspirací pro další pracoviště, která se věnují více aplikovanému výzkumu. Pokud ale budeme mít možnost se podílet i na další části výzkumu, budeme rádi. V první fázi bychom zejména chtěli publikovat výsledky genetické analýzy žraloka malohlavého, a na ně pak budou moci navázat vědci z různých oblastí.

 

 

Reklama
Reklama
Reklama

Sdílení

Reklama

Podpořte nezávislou žurnalistiku

I díky Vám mohou vznikat finančně náročné texty a reportáže v magazínu Reportér.

200 Kč 500 Kč 1000 Kč Jiná částka

On-line platby zajišťuje nadace Via a její služba darujme.cz

Reklama
Reklama