- dubna 1982 publikace v časopise Science způsobila revoluci v našem chápání infekčních nemocí. Dr. Stanley Prusiner, tehdy na University of California, San Francisco, předložil důkazy, že nemoc nemusí být způsobena virem nebo bakterií, ale infekčním proteinem. Tento objev zpochybnil samotné základy molekulární biologie a představil světu prion.
Záhada „pomalého viru“
Po desetiletí byli vědci ohromeni skupinou degenerativních mozkových poruch, které se nápadně podobají. Byli mezi nimi:
– Scrapie: smrtelné onemocnění, které postihuje ovce a kozy.
– Kuru: destruktivní porucha pozorovaná mezi předními lidmi z Papuy-Nové Guineje.
– Creutzfeldt-Jakobova nemoc (CJD): je neúprosné onemocnění mozku u lidí.
Pod mikroskopem vypadala mozková tkáň obětí těchto nemocí pozoruhodně podobně – byly posety drobnými dírkami, které dodávaly orgánu houbovitý vzhled.
Protože tyto nemoci působily pomalu a postrádaly typické příznaky infekce – jako je horečka nebo aktivace imunitního systému – vědci je zpočátku klasifikovali jako „pomalé viry“. Zůstala však obrovská logická mezera: pokud jsou tato onemocnění způsobena viry, musí obsahovat nukleové kyseliny (DNA nebo RNA). Navíc skutečnost, že některé případy byly přenášeny v rámci rodin, naznačovala genetickou složku, která neodpovídala standardnímu vzoru virového přenosu.
Zpochybňování „centrálního dogmatu“
Průlom nastal, když Prusiner změnil svůj výzkum z Creutzfeldt-Jakobovy choroby na klusavku, vedený nálezy radiobioložky Tikva Alper. Alper prokázal, že scrapie se může přenášet i poté, co byla tkáň vystavena ultrafialovému světlu, což je proces, který ničí DNA.
Toto pozorování ukázalo, že infekční agens zcela postrádá genetický materiál. Přes pečlivé experimenty na křečcích (které urychlily progresi nemoci pro studium) Prusiner izoloval viníka. Dokázal, že infekčním agens byl protein, který nazval “prion”.
Toto bylo revoluční prohlášení, protože odporovalo “centrálnímu dogmatu” molekulární biologie. Centrální dogma předpokládá, že informace jsou přenášeny z DNA přes RNA na protein. Myšlenka, že by protein sám o sobě mohl působit jako infekční agens – v podstatě „kódující“ svou vlastní replikaci tím, že nutí zdravé proteiny, aby se špatně skládaly – se v té době vědecké komunitě zdála nemožná.
Jak priony fungují: řetězová reakce špatného složení
Skepse ohledně Prusinerova díla nakonec ustoupila nezvratným důkazům. Během následujících 15 let výzkumníci podrobně popsali mechanismus prionové choroby:
- Konformační změna: Priony jsou proteiny, které se sbalily do abnormálního, patologického tvaru.
- Šablonová infekce: Když prion narazí na zdravou verzi stejného proteinu, chová se jako templát a způsobí, že se zdravý protein „přepne“ do nemocné formy.
- Odolnost: Na rozdíl od většiny proteinů jsou priony neuvěřitelně odolné a odolávají přirozeným rozkladným procesům v těle.
Ačkoli jsou to priony, které spouštějí infekci, moderní věda také objasnila souvislost s genetikou: určité mutace DNA mohou lidi předisponovat k tvorbě takto špatně poskládaných proteinů, což vysvětluje, proč jsou některé případy dědičné.
Objev prionu prokázal, že ta nejzákladnější pravidla života mohou být porušena jedinou špatně složenou molekulou.
Závěr
Identifikace prionu Stanleyho Prusinera překlenula propast mezi infekčními chorobami a genetickou patologií a v roce 1997 mu vynesla Nobelovu cenu. Jeho práce změnila neurovědu a vytvořila nový základ pro pochopení toho, jak proteiny mohou působit jako činitelé života i smrti.
