1. března 2019 Agatha Cimbalová

Modelové organismy

Letos se věnuji své bakalářské práci, během níž jsem součástí laboratoře studující Schizosaccharomyces pombe, tedy určitý druh kvasinek. Často se setkávám s otázkou: „Jaký je význam výzkumu, který se nesoustředí na lidi, ale na „nevýznamné“ kvasinky? Odpověď je snadná. Kvůli nebezpečnosti experimentů se jen zřídka setkáváme s pokusy přímo na lidských subjektech, a proto si vědci musí hledat jiné organismy, které jsou lidem co nejvíce podobní, především geneticky a fyziologicky, a které lze vhodně využívat v laboratorních podmínkách. Tyto tzv. „modelové organismy“ jsou poté využívány v laboratořích za účelem bližšího porozumění biologickým procesů, které bychom mohli aplikovat i pro lidské subjekty. Právě to porozumění pak vede k lepším léčebným metodám. Neboť abychom věděli, jak léčit, musíme vědět, co léčíme. Ráda bych Vám stručně představila 3 základní modelové organismy, přiblížila jejich hlavní výhody a nevýhody a obory, ve kterých se využívají.

Mus musculus

Myš domácí je oblíbený organismus pro její anatomickou a fyziologickou podobnost s lidmi. Tou hlavní předností je však podobnost myšího genomu, genetické výbavy, s tím lidským. Z doposud 4000 studovaných genů se našlo méně než 10 genů, které by se vyskytovaly jen v jednom z organismů, což tyto savce dělá ideálním genetickým modelem. Nalezneme-li gen, který je zmutovaný (změněný) u člověka s určitým onemocněním, můžeme gen zmutovat i v myším modelu a pozorovat následky této mutace a mechanismu, kterým k onemocnění dochází. Mimo jiné lze objevit funkce zatím nepopsaných genů tím, že jej vypnete a pozorujete, co se změnilo. Pro shrnutí, myši jsou využívány pro studium genetických příčin pro lidská onemocnění.

Myši však můžou být i nepraktické, a to nejen kvůli vysoké ceně jejich údržby. Nevýhodou využití myší ve výzkumu je jejich vysoká délka života. Dožívají se totiž 2-3 let, což je nevhodné pro studium procesu stárnutí, či chorob spojených se stářím. Musíte čekat 2 roky, než vůbec získáte nějaké výsledky, a za tu dobu můžou vyjít už jiné, nové články, které můžou váš experiment znehodnotit. Délka studia myší se však nevyrovná studiu primát, kde čekáte desítky let, a proto jsou jen zřídkakdy k vidění v genetických laboratořích. S experimenty na myších se často setkáte během klinických studiích, právě proto, že jsou praktickými prostředky, jak předpovědět fungování léčiv v organismu.

Drosophila melanogaster

Octomilka obecná je mnohem menší, zato více rozšířený organismus v genetických laboratořích. Octomilky krátká délka života jí dává velkou výhodu, neboť za velmi krátký čas vědci získají spoustu potomků a generací. Navíc jedna samička snese řádově tisíce vajíček, takže dosáhnete i velké četnosti.

Data uvádí, že až 75% genů, které způsobují lidská onemocnění, mohou být nalezeny u octomilek. Genetická podobnost, sice ne úplná, nám pomáhá porozumět procesům v octomilkách a pak studovat, jestli tak fungují i v lidech. Jsou velmi jednoduché na údržbu, velmi levné a stravu vyžadují minimální. Octomilky jsou často využívány pro výzkum embryonálního vývoje či pro studium základních biologických procesů.

Schizosaccharomyces pombe & cerevisiae

Kvasinky jsou jedny z nejjednodušších eukaryot. Co se týče podobnosti s lidským organismem, nejsou mu tolik podobné jako organismy předešlé, avšak i přes to se najde spousta společných rysů. Kvasinky jsou jednobuněčné organismy (oproti mnohobuněčným lidem), nicméně struktura jejich buněk je podobná. Důležité jsou proto pro studium buněčné signalizace. Ta se zabývá tím, jak buňka přijímá informace ze svého okolí a jak na ně reaguje ve svém nitru.  Vzhledem k tomu, že víme, že při změně vnějšího prostředí buňka reaguje a buď zapne či vypne některé své geny, lze tyto signály pozorovat a zjišťovat jejich následky. Obecně se dá říct, že kvasinky se využívají pro studium základních biologických procesů jako je například buněčné dělení, buněčný cyklus. Kvasinky jsou často využívány při studiu rakoviny, protože právě zmíněná signalizace a buněčné dělení jsou často zmutované v nádorových buňkách. Jejich studium tedy může pomoci objevit mechanismy, jak rakovina vzniká, a identifikovat nové způsoby léčby. V neposlední řadě, s kvasinkami se dobře pracuje, a jejich geny se jednoduše upravují.

Modelových organismů je mnoho. Stejně tak i vědeckých týmů snažících se porozumět fungování lidského těla. Doufejme, že i my, nová generace, budeme moci přispět k lepšímu chápání světa. Zatím můžeme začít s porozuměním významu modelových organismů.

Zpět na hlavní stránku