Při hledání nových poznatků o tom, proč u některých organismů nevznikají mutace zkracující život, se nejnověji dostaly pod mikroskop dlouhověké houby.

Vědci z nizozemské Wageningenské univerzity se při hledání odpovědi na otázku, proč houby tolik netrpí na choroby podobné rakovině, rozhodli porovnat zvláštnosti mnohobuněčného růstu vláknitých hub. Dospěli při tom k nové hypotéze, kterou popisují v odborném časopise Microbiology and Molecular Biology Reviews.

Hypotéza vysvětluje, jak se určité druhy hub brání vzniku volně se šířících mutací, které se hromadí v jejich vláknitých myceliích, což jsou vláknité struktury houbových kolonií.

Výzkumníci zjistili, že houbové sítě mají jedinečný kontrolní mechanismus, který je nápadně podobný tomu, co známe u jiných druhů pověstných minimem nádorových onemocnění.

I houby mají svou verzi rakoviny

Podle tradičního vysvětlení byly houby pro rozvoj takových chorob příliš primitivním organismem. Už několik let ale víme, že i houby mají svou verzi rakoviny.

Vznik škodlivých mutací, který způsobuje rakovinu, je daní mnohobuněčných forem života za svou existenci. Naše těla se skládají z mnoha buněk, proto během života buňky vznikají i zanikají.

Lidské tělo denně vytvoří přes 300 miliard nových buněk, většinou krvinek. Tyto buňky se množí, a přitom vzniká riziko vzniku chyby, ze které se zrodí rakovina.

I houby, ačkoliv jsou mnohem jednodušší doménu života, tento problém znají. Byť řada lidí zná houby jako malé hříbečky vykukující na nás z lesního terénu, většina „těl“ mnohobuněčných vláknitých hub je ve skutečnosti skryta našim zrakům. Nachází se pod zemí, kde spletitá síť vláken vytváří rozměrnou „kořenovou“ strukturu známou jako mycelium.

Během šíření vláken se buňky hub musejí dělit stejně jako mnohé buňky v nás, a to může vést ke vzniku podobných onemocnění. Autory zmíněné studie zajímalo především onemocnění vyskytující se u druhu hub Neurospora crassa.

Odhalené mutace v buněčných jádrech této houby mají povědomý efekt. Měly by zbavovat postiženou část mycelia schopnosti spojovat se s dalšími houbovými vlákny. Má to však háček, mutace nutí ostatní mycelia stále vytvářet spojení ze své zdravé strany.

Za dostatečně dlouhou dobu zmutovaná mycelia ve struktuře houby mohou převládnout a vést k zániku mycelia. A právě tento jev má obdobu v rakovině v jiných organismech, kde zmutované buňky, poškozují smrtelně organismus.

Tato choroba u hub nicméně nevylučuje existenci dlouhověkých mycelií žijících až stovky let. Měly by tedy existovat mechanismy, které rakovinu hub omezují.

Tým profesora evoluční biologie Duura Aanena z Wageningenské univerzity se proto zaměřil na to, čím mycelia potlačují svůj ekvivalent nádorových onemocnění.

Primitivní, ale šikovné

Vědci porovnávali rychle rostoucí plísně a dlouhověká mycelia hub. Předpokládali, že tyto houby využívají speciální typ buněčného dělení zvaný „svorkové spojení“ k ochraně před zmutovanými vlákny.

Buňky tvořící vlákna tráví většinu svého dlouhého života se dvěma oddělenými buněčnými jádry. Každé z nich obsahuje polovinu sady chromozomů. Pouze před vytvořením spor se obě jádra spojí a rozmnožují se nepohlavně.

Při této formě buněčného dělení je jedno z buněčných jader zachyceno a zkontrolováno. Teprve v případě, že není zmutované, nastane dělení a šíření mycelia.

„Obě jádra se navzájem neustále testují, zda jsou schopna fúze, při tom jádra s mutacemi ve fúzních genech selhávají. Pokud buňka nemůže fúzovat, znamená to pro ni slepou uličku, a tedy konec jejího jádra,“ vysvětluje profesor Aanen v magazínu Science Alert.

Tento protinádorový mechanismus nemusí vydržet navěky, s přibývajícími roky se zvyšuje riziko, že kontrolní mechanismus čas od času selže. Zdá se ale, že mycelia mají dlouhodobě nízké riziko vzniku rakoviny jádra bez ohledu na jejich velikost a délku života.

Houby přitom nejsou jediný druh, který se obvykle úspěšně vyhýbá rakovině. Také sloni a kytovci si vyvinuli způsob, jak opravovat poškozenou DNA a udržovat tak nádorová onemocnění pod kontrolou mnohem častěji než my nebo jiní živočichové.

Pomůže nám další evoluce?

Autoři studie upozorňují, že protinádorové mechanismy z velkých mycelií vlastně potvrzují existenci Petova paradoxu. Ten v roce 1977 zformuloval epidemiolog Richard Peto, když si povšiml, že velcí savci (sloni, kytovci) málo trpí na nádorová onemocnění, a naopak malí savci jsou jimi sužováni často.

Navzdory velkému tělu a dlouhému životu se u velkých kytovců vyskytuje jen málo rakoviny (vlevo). Dlouhověké houby jsou rovněž schopny snížit riziko „podvodných“ mutací během svého života pomocí zvláštního typu buněčného dělení. | zdroj: kredit-Aanen/Padje & Auxiera

Větší množství buněk u velkých živočichů by přitom mělo naznačovat opak, tedy více rakoviny u velkých tvorů, a méně rakoviny u těch malých. Petův paradox ovšem ukazuje, že různé druhy se s onemocněními vyrovnávají jinak, a nyní se zdá, že totéž platí nejen pro savce, ale i houby.

Ačkoli tak zjištění o protinádorových mechanismech u hub jen těžko napomůžou vývoji nového léku u lidí, ukázka platnosti Petova paradoxu připomíná, že dramatická redukce rakoviny není něčím, co by šlo proti přírodě. Jiné druhy ji dosáhly evolucí tak přirozeně, jako na ni jednou mohou dosáhnout i lidé.