V časopise Nature už před maturitou

Devatenáctiletá Karina Zadorozhny ještě ani nestuduje na vysoké škole a už je spoluautorkou publikace ve vědeckém časopise Nature. Významná meta je dalším úspěchem studentky gymnázia v Karlových Varech, která už přes dva roky pracuje jako výzkumnice v biologickém ústavu na Lékařské fakultě MU.

Pod vedením Lumíra Krejčího, který působí také na Přírodovědecké fakultě MU, studuje bílkoviny důležité pro stabilitu genetické informace, tedy DNA. A právě na tuto úlohu se zaměřili u bílkoviny označované SAMHD1, kterou kóduje stejnojmenný gen. Jeho mutace jsou spojovány se vzácným onemocněním, Aicardi-Goutièresovým syndromem.

S prací na projektu začali asi před rokem spolu s francouzskými kolegy. Vše odstartovalo díky mítinkům Evropské organizace molekulární biologie (EMBO), které se zaměřují na mladé výzkumníky.

„Každoročně se setkáváme a mladí vědci prezentují na akci svou práci. Diskutujeme tam o datech, která ještě nebyla publikována. Díky tomu jsme zjistili, že pracujeme na podobných tématech, a spojili síly,“ uvedl Krejčí.

„Na začátku jsme získali velmi zajímavé výsledky a začali jsme tedy zkoumat, jak celý mechanismus funguje. Publikace v Nature pak byla překvapení,“ podotkla Karina Zadorozhny (dříve Movsesjan) s tím, že k publikaci byla přijata práce kolegů z Francie, kterou spolu s Krejčím rozšířili o výsledky svého výzkumu.

Pro letošní maturantku je to už několikátý úspěch v řadě. Mladá výzkumnice se svými několika články ve špičkových časopisech a samostatnou prací na projektech už teď podle Lumíra Krejčího v podstatě splňuje požadavky běžně kladené na doktorské studenty.

Loni za svou práci získala první místo v Intel ISEF, prestižní mezinárodní soutěži studentů do dvaceti let, a stala se také hlavní vítězkou 29. ročníku soutěže o nejlepšího mladého evropského vědce European Union Contest for Young Scientists – EUCYS.

Pacienti trpící Aicardi-Goutièresovým syndromem mají závažné mozkové poruchy a většina z nich se nedožívá více než deseti let. Navíc vykazují zvýšenou autoimunitní odpověď způsobenou tvorbou antivirových látek, interferonů, i přesto, že v těle infekce ve skutečnosti vůbec není.

„Interferony jsou aktivovány při rozpoznání DNA v cytosolu buňky, tedy vnitrobuněčné tekutině. To je typické při virových infekcích,“ přiblížila zaměření studie publikované v Nature Karina Zadorozhny.

Vědci z univerzity ve francouzském Montpellier zjistili, že při absenci SAMHD1 dochází ke hromadění DNA, která má genomický původ, právě v cytosolu. K uvolňování úseků DNA dochází při její replikaci během dělení buňky.

„Při procesu, ve kterém se vytvářejí kopie původní genetické informace, je velmi důležitá stabilita. Pokud při replikaci nastanou problémy nebo se úplně zastaví, začnou se vytvářet různě dlouhé úseky jednořetězcové DNA, které pronikají mimo jádro a vyvolávají tak reakci interferonů,“ popsal zkoumaný jev vedoucí laboratoře Lumír Krejčí.

Výzkumníci z Brna chtěli zjistit, jak přesně funguje mechanismus, s jehož pomocí gen SAMHD1 ovlivňuje replikaci. „Sledovaný gen je důležitý pro stabilizaci takzvané replikační vidlice, což je stav DNA, který vzniká ve chvíli, kdy se dvoušroubovice DNA v buňce rozdělí na jednořetězcové úseky sloužící jako vzor pro vytvoření jejích kopií, které pak přechází do nově vzniklých buněk. Pokud dojde k mutaci genu SAMHD1, může být replikace nestabilní, a celý proces se tak zpomalí nebo zastaví. Zároveň jsme zjistili, že studovaný gen se podílí na tvorbě a uvolňování částí DNA z jádra ve chvíli, kdy problémy při replikaci nastanou,“ doplnil Krejčí.

Podle jeho slov jde o velmi zásadní zjištění, protože se ukazuje, že mutace genů zodpovědných za stabilizaci procesu replikace DNA se objevují také například u nádorových onemocnění. Takzvaný replikační stres tak představuje jednu ze zásadních příčin vzniku rakoviny.

Brněnští odborníci studují i další geny a bílkoviny kvůli jejich roli při opravách poškozené DNA a také při stabilizaci replikačního procesu. „Úloha SAMHD1 při stabilizaci replikační vidlice osvětluje možný původ cytosolické DNA u pacientů s Aicardi-Goutièresovým syndromem, kteří mají mutace v SAMHD1. Je pravděpodobné, že podobné propojení mohou mít i další bílkoviny,“ popsala další směřování výzkumu Zadorozhny.

Masarykova univerzita | Masaryk university