Rudík, první kuře, které svítí ve tmě

První klonovaná ovce se jmenovala Dolly. A Rudík je zase první červeně fluoreskující kuře. Jiří Hejnar z Ústavu molekulární genetiky AV ČR a Pavel Trefil ze společnosti BIOPHARM přišli s průlomovými experimenty genetických modifikací u ptáků. Dokáží do kura domácího vnášet geny, které budou produkovat nebo korigovat požadované bílkoviny, třeba ty které používají viry a paraziti. Výzkum může přispět nejen k nové metodě šlechtění, ale i k využití slepic jako živého bioreaktoru.

„Používáme techniky, které jsou samozřejmostí u genetických modifikací rybiček, myšek i hospodářských zvířat. U ptáků tohle dosud možné nebylo a málokdo se do podobného výzkumu pouštěl. Naše metoda účinnost dramaticky zvyšuje a zkracuje celou proceduru,“ říká Jiří Hejnar.

Genetické modifikace u savců

Genetické manipulace ve smyslu přidání cizorodého genu do genetické výbavy organismu nebo naopak odstranění genu jsou u laboratorních zvířat běžnými metodami. V případě hospodářských zvířat umožňují měnit vlastnosti a užitkovost s rychlostí a specifitou, jakých klasická plemenitba nemůže dosáhnout.

U savců se využívají embryonální kmenové buňky izolované z raných zárodků, které lze pěstovat in vitro a do kterých je možné zavádět příslušné změny v DNA. U laboratorních myšek je tento postup zcela rutinní a již před 10 lety byla udělena Nobelova cena za fyziologii a medicínu za principy odstranění genu (Capecchi-Evans-Smithies).

K čemu je dobré, že kuřata ve tmě svítí?

Když se dcery Jiřího Hejnara zeptala paní učitelka ve škole, co dělá tatínek, dozvěděla se, že svítící kuřata. „Na otázku k čemu je to dobré, odpověděla dcera, že proto, aby je lépe našli bezdomovci v kontejnerech,“ vzpomíná s úsměvem Jiří Hejnar.

Pravdou je, že kvůli snadné detekci se do genomu kuřat přidal červený fluorescenční protein mCherry. Je to jasný důkaz, že geneticky upravené buňky, které se vnesly do varlat kohouta, se potom objeví i u narozených kuřat. Díky této práci je tedy šance, že vědecky i prakticky významné genetické modifikace u drůbeže se brzy mohou dostat na úroveň obvyklou u savců.

Cesta byla trnitá

Jestliže u savců se pracuje s embryonálními kmenovými buňkami, situace u ptáků je mnohem složitější. Rané zárodky jsou téměř nedostupné, čerstvě snesené vejce již obsahuje embryo o několika desítkách tisíc buněk. Proto se zájem soustředil na tzv. primordiální germinální buňky, rané předchůdce vývojové řady spermií nebo vajíček. Tyto buňky se vyskytují ve velmi malém množství v krvi ptačích embryí ještě několik dní po snesení vejce. Odtud je lze izolovat a nakládat s nimi jako s embryonálními kmenovými buňkami u savců. Problém je s jejich návratem do ptačího zárodku. Mohou být zavedeny zpět do krevního oběhu, je to ale technicky obtížné. Navíc se tyto geneticky upravené buňky dostávají do konkurence s vlastními buňkami příjemce. Ve výsledku je tak mezi dospělými pohlavními buňkami příjemce jen nepatrné zastoupení buněk geneticky modifikovaných a přenos do další generace je vzácný. Celá tato metoda je navíc velmi finančně náročná a dosud se povedla jen dvakrát na celém světě.

Zásadního technického pokroku při řešení tohoto problému dosáhli čeští a němečtí vědci. Transplantovali geneticky modifikované primordiální germinální buňky nikoli do krevního oběhu kuřecích embryí, ale do varlat dospělých kohoutů, kteří byli předem sterilizováni ozářením, čímž odpadla konkurence vlastních spermií. Poněkud překvapivě se ukázalo, že transplantované buňky v prostředí dospělých varlat dokáží projít všemi stádii svého vývoje až k funkčním spermiím, které pak mohou zajistit přenos genetické modifikace na potomstvo.

Slepice jako bioreaktor

V budoucnosti se můžeme setkat i s živými bioreaktory. Do dědičné informace kura domácího je možné vnést lidský gen a organismus zvířete z něj vyrobí léčebnou lidskou bílkovinu. Tato bílkovina vylučovaná do vaječného bílku se potom může stát základem pro výrobu celé řady léků.

Připravila: Vlaďka Coufalová, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR
Foto: archiv Ústavu molekulární genetiky AV ČR

Přečtěte si také

• Nový mikroskop zpozoruje dosud neviditelné detaily v buňkách
• Přehledně: Čtyři typy vakcín proti nemoci covid-19
• Vědci umějí změřit hormon úspěchu pomocí polymeru iBodies
• Papír vyvinutý chemiky z AV ČR zabíjí bakterie a viry včetně SARS-CoV-2
• Molekuly proteinů fungují jako antény. Zjištění pomůže při vývoji léčiv
• Zamrzá voda při 0 ℃? Ne, pokud ji v malém množství zavřete do grafenu
• Česká hlava pro AV ČR za unikátní přeměnu metanu v metanol
• Jak se hledají poklady v popelu. Vědci umějí separovat kovy z odpadu
• Česká látka proti rakovině pokračuje na slibné cestě
• Recyklace plastů aneb Třídíme hodně, ale špatně