Rok 2013 został uznany przez organizację Royal socjety rokiem nauki i przemysłu. Jest to rok, w którym grupa postanowiła przedstawić naukowe osiągnięcia  naukowców z Wielkiej Brytanii oraz wzmocnić wieź łączącą przemysł i środowiska akademickie.  Połączenie to, w ich oczach, jest niezbędne do wprowadzania w życie wielkich idei i zamiany ich w udane komercyjne produkty. Royal Sociaty w tym roku przeprowadzi serię wykładów, konferencji oraz spotkań z przedstawicielami nauki i biznesu. Zamierzają w ten sposób pozyskać inwestorów, czyniąc Wielką Brytanię jeszcze bardziej konkurencyjną na arenie międzynarodowej.

Nagroda Royal Sociaty GlaxoSmithKline wręczana jest co dwa lata za naukowe osiągnięcia w dziedzinach medycyny i weterynarii, opublikowane w przeciągu ostatnich 10 lat. Nagroda składa się z honorowego złotego medalu, 2500 funtów i obowiązku przeprowadzenia wykładu dotyczącego naukowej twórczości zwycięzcy. Od 2002 roku nagroda sponsorowana jest przez firmę GlaxoSmithKline.

W tym roku tę nagrodę otrzymał Profesor Adrien Peter Bird, za swoje badania nad metylacją DNA i innymi  epigenetycznymi procesami. Jego laboratorium, w ostatnim czasie, zidentyfikowało białko, które odczytuje sygnał metylacji, a także mutację tego białka odpowiedzialną za zespół Retta.

Profesor Adrian Bird, swój wykład rozpoczął od ogółów w dziedzinie biologii DNA. Swoją rodzimą epigenetykę zobrazował:

„Najważniejsze pytanie, które napotykamy to: czemu, jeśli każda komórka posiada identyczny zestaw genów, to w każdej z nich ekspresji ulega tylko  jego część. Dlaczego globina syntetyzowana jest w komórkach krwi, a keratyna w komórkach skóry?(…)DNA kodujące białka stanowi około 1% całego DNA. Czym więc zajmuje się reszta? Niedawne odkrycie ukazało, że znaczna część niekodującego DNA u drożdży pełni funkcje regulatorowe. W tym momencie, politycznie nie poprawne jest powiedzenie, że 99% naszego DNA jest nie potrzebna.”

Profesor zauważając, liczne kontrowersję wobec faktu, czym jest epigenetyka, definicję postanowił  pominąć.  Jeśli jednak istnieje genetyka, której podstawą jest genom czym wiec jest epigenom? Według Profesora Birda epigenom to grupa molekularnych „znaczników”, które regulują ekspresję genów, włączając je lub wyłączając. Potencjalnie białka, które odczytują, zmieniają lub usuwają te znaczniki, mogą być przyczyną wielu chorób.

Jednym z takich znaczników są połączone wiązaniami wodorowymi, pary zasad „cytozyny i guaniny” (CG). Okazuje się, że zwykłe pary zasad CG w przeciwieństwie do adeniny i tyminy (AT) występują w 3 różnych formach chemicznych. Część cytozynowa, może być zwykła, zmetylowana lub hydroksymetylowana.  Genom jest bardzo zróżnicowany pod tym względem. Najwieksze  znaczenie wydają się mieć tzw. wyspy CG, czyli skondensowane grupy nie zmetylowanego CG, stanowiące około 1% DNA. W pewnych, nieznanych nam warunkach, CG z wysp potrafią ulec metyzacji. Jeśli do tego dojdzie, to  takie obszary są sygnałem do zahamowania transkrypcji.

Jednym z takich białek jest MeCP2. Jak udowodniono jego mutacja lub brak w 90% odpowiada za syndrom Retta. MeCP2 w prawidłowych warunkach przyłącza się do zmetylowanych CG, z drugiej strony do samego białka przyłącza się specyficzny kompleks NCoR/SMR, który hamuje ekspresję danego fragmentu genu. Mutacja białka MeCP2 uniemożliwia jego addukcje do DNA, co w konsekwencji prowadzi do ekspresji patologicznych białek.

Zespół Retta  to neurologiczne zaburzenie rozwoju, uwarunkowane genetycznie.  Objawia się on porzez: stereotypowe ruchy rąk, ataksję, hiperamonemię, ogólne stępienie afektu, atrofię kończyn dolnych oraz objawy charakterystyczne dla autyzmu dziecięcego.

„Zespół ten dotyka tylko dziewczynki, ponieważ mutacja ulokowana jest na chromosomie X. Mężczyźni zawsze mocniej odczuwają mutacje na chromosomie X, bo mają tylko jeden. Dlatego chłopcy z ta zmianą najpewniej od razu umierają.” – powiedział Profesor Andrew Bird

Badając mózg zwierząt, u których zatrzymano ekspresję białka MeCP2  (wywołano zespól Retta), wykazano, że posiadają one znacznie prostszą sieć neuronalną. Nie występują jednak żadne ogniska martwicze. Oznacza to, że zespół Retta tak naprawdę, nie jest chorobą neurodegeneracyjną jak Alzheimer czy Parkinson.  W związku z tym zespół Profesora Birda, postanowił sprawdzić czy da się tę chorobę leczyć  kompensując brak prawidłowego białka MeCp2.

W eksperymencie, u dorosłej myszy doprowadzono do deficytu białka, wywołując zespół Retta, a następnie przywrócono prawidłową jego ekspresję. Zabieg ten w pełni wyleczył zwierzę z objawów. Udowodniono w ten sposób, że zespół Retta jest potencjalnie wyleczalnym schorzeniem. Zespół naukowców z Edynburga przeprowadził, także próby terapii genowych, które w znacznym stopniu poprawiły sprawność zwierząt z wywołanym zespołem Retta.

Profesor Andrew Bird podsumował to słowami:

„Otworzyliśmy w ten sposób drogę, dzięki której być może uda się pokonać całą paletę zaburzeń autystycznych. Już teraz w badaniach klinicznych znajduje się wiele leków epigenetycznych. Nie  znamy jeszcze dokładnie mechanizmów epigenetycznych i zaburzeń, na które mogą mieć wpływ. Tym bardziej ich znaczenie może być ogromne.”

Mateusz Wasiak