Magazín Experiment: Proč hluchá myš nepíská? A jak funguje těhotenský ultrazvuk vybavený umělou inteligencí?

Brněnští a francouzští vědci zkoumají, jak stejné geny ovlivňují u savců vývoj orgánů pro sluch i řeč. Na myších embryích, kterým vypli vybraný gen, sledovali růst jazyka, uší a dalších orgánů umožňující komunikaci. V centru CEITEC Vysokého učení technického pak embrya nasnímali v extrémně vysokém rozlišení.

Myší embryo určené k výzkumu musí být v ampulce fixované v agaru|foto:Marek Hensl, Český rozhlas

„Naši kolegové z Francie dokázali vypnout dvojici seskupených genů a pak je zajímalo, jak to ovlivní jedince při embryonálním vývoji,“ vysvětluje Markéta Kaiser z centra CEITEC VUT v Brně, která se společně s francouzskými vědci podílela na výzkumu, jak mohou stejné geny ovlivňovat vývoj sluchových a řečových orgánů.

„Viděli vady jak u orgánů, které jsou zodpovědné za řeč – jazyk, hrtan, hltan –, tak u orgánů zodpovědných za sluch. Výsledky nám ukazují, že evolučně se řeč a sluch vyvíjely společně,“ dodává.

Ve Francii embrya geneticky upravili a poté je poslali do Brna na přesné snímání vzorků ve vysokém rozlišení.

Čtěte také

Jsou malé, nenáročné a rychle se množí. Bez myší by moderní věda nebyla tam, kde je dnes

Obr a myška

Markéta Kaiser mi ukazuje asi 2centimetrovou ampulku, v níž plave malé myší embryo – geneticky upravený vzorek pro 3D skenování. To vědci provádějí ve velkém tomografu o rozměrech kontejneru – vysoký je přes 2 metry a uvnitř má plochu asi 2 x 4 metry.

„To hlavní se ale děje asi na rozmezí metru a půl, tam si můžeme pozicovat vzorek,“ doplňuje vedoucí CT techniků Martin Kareš z centra CEITEC. „Důležitá věc u tohoto vysokého rozlišení je, že se vzorek opravdu nesmí hnout ani o píď, aby data nebyla rozmazaná.“

Markéta Kaiser a Martin Kareš před velkým výpočetním tomografem|foto:Marek Hensl, Český rozhlas

Vzorek se proto musí upevnit nejen v komoře tomografu, ale i ve zkumavce. K tomu slouží agar, který má konzistenci želé, do nějž se myší embryo naloží.

65 tisíc odstínů šedi

„Výsledkem tomografického řezu je série černošedých obrázků, mám tady vlastně 65 565 různých odstínů šedi. Vidíme různé struktury: kosti, měkké tkáně, svaly, chrupavku,“ prohlížíme si s Markétou Kaiser na monitoru skrz naskrz myší zárodek, respektive data pořízená při skenování.

Na jednom snímku je klasické myší embryo a na druhém embryo, u něhož vědci vypnuli gen, který hraje roli v růstu hlasových a sluchových orgánů.

Porovnání kontrolního embrya (snímek vlevo) s embryem, kterému byla během vývoje vypnuta dvojice seskupených genů (Dlx5/6). Na snímku je hlava embrya se strukturami, které vědce zajímají, tedy sluchové a řečové orgány|foto:Markéta Kaiser, CEITEC

„Když se podívám na jazyk u kontroly, to je tady to bílé, a teď se podívám na jazyk u mutanta – což znamená u vzorku, kde vědci vypli dvojici seskupených genů –, tak vidím, že ten jazyk je mnohem menší, je roztáhlý do šířky,“ ukazuje vědkyně.

„Zjednodušeně nám to ukazuje, že v evoluci se sluch a řeč vyvíjely společně – byly to dvě propojené věci. Vidíme to třeba i u genetických onemocnění, kdy řečové a sluchové problémy spolu velmi často souvisí,“ dodává Markéta Kaiser.

Markéta Kaiser u zpracovaných fotografií z výpočetního tomografu. Výsledkem skenování je série černošedých obrázků|foto:Marek Hensl, Český rozhlas

Přesnější léčba

Výzkum podle ní rozšiřuje znalosti o vzniku hlasových a sluchových poruch a otevírá cestu k dalšímu zkoumání možností, jak tyto genetické chyby třeba v budoucnosti opravit. Mohl by například pomoct při přesnějším zacílení genové terapie.

„Když dokážeme vysvětlit, kde ten problém vzniká, tak pak ta genová nebo cílená terapie může být mnohem užší,“ vysvětluje vědkyně z brněnského centra CEITEC.

Jak přesně souvisí geny pro vývoj sluchu a hlasu a proč se bez sebe neobejdou? Poslechněte si rozhovor s hlavní autorkou studie francouzských vědců Fridou Sánchez Garrido z Národního přírodovědného muzea v Paříži v záznamu celého Magazínu Experiment.