Po více než 30 let vědci studovali, jak se protein myogenního stanovení číslo 1 (myod) váže DNA pro modifikaci genové exprese svalových kmenových buněk. Podobně jako v okamžiku vzdělávání Kung Fu Keanu Reeves staženo v „The Matrix“, myod se připojuje do DNA svalových kmenových buněk a přeprogramuje buňky tak, aby stavěly svaly.
Myod také přichází na záchranu, když je třeba opravit svalová tkáň po zranění nebo obnovit drobné poškození, ke kterému dochází při atletickém tréninku nebo jiné fyzické aktivitě. Transkripční faktor se shromáždí v okolí svalových kmenových buněk, aby se rozšířily v počtu a staly se svalovými buňkami schopnými regenerovat poškozená svalová vlákna.
Stejně jako Spiderman se skrývá v prostém pohledu jako nenáročný fotožurnalista Peter Parker, tento aktivátor genů specifických pro svaly skrývá tajnou identitu. Vědci v Sanfordu Burnham Prebys a jejich mezinárodní kolegové zveřejnili zjištění 6. srpna 2025, v Geny a vývoj Prokazuje, že Myod má svůj vlastní twist Jekyll-a-Hyde a otáčí se z genového aktivátoru na genový tlumič.
„Pokud si myslíte o buňce, jako je dům, pak může být genová exprese považována za nábytek, který hraje hlavní roli při definování své jedinečné identity,“ řekl Pier Lorenzo Puri, MD, profesor v centru pro kardiovaskulární a svalnaté choroby v Sanford Burnham Prebys a senior a spolupracoval autor studie.
„Hodně se zaměřujeme na tradiční roli Myoda, když přináší nový nábytek vhodný pro svalovou buňku, ale existuje kritický první krok vyčištění starého nábytku, který resetuje identitu buňky.“
Výzkumný tým zkoumal myod vazebné události v lidských fibroblastových buňkách během procesu přeprogramování myodu do buněk kosterního svalu. Toto experimentální nastavení napodobuje fyziologický proces přeprogramování svalových kmenových buněk do myogenní linie, ke které dochází během regenerace svalů, a výsledky byly skutečně validovány v kontextu regenerace svalů po myotraumě v myším modelu.
Jedna třetina vazebných událostí byla nalezena na konvenčních vazebných místech myodu (myogenní motivy E-boxu) při regulačních prvcích genomu, což odpovídá tradiční roli Myoda jako genového aktivátoru. Více než polovina vazebných událostí se však vyskytla u regulačních prvků downregulovaných genů, kde je DNA zabalena tak, aby byla méně přístupná k přepisu do proteinů, a shodovala se s přítomností vazebných míst DNA než motivy E-boxu. Toto zjištění zpochybňuje dogma, který historicky omezuje vazebné vlastnosti myod DNA na motivy E-boxu.
Vědci dále pozorovali, že události vazebné vazebné myod spojené s represí genu byly nalezeny při genech zapojených do buněčného růstu, buněčné proliferace, buněčného původu a alternativních buněčných linií. Toto pozorování zapadá do navrhované nové role Myoda jako řidiče přeprogramování buněk odstraněním předchozí genové exprese buňky „nábytek“.
„Zjistili jsme, že Myod má schopnost promiskuitně svázat DNA na dříve neočekávaných místech,“ řekl Puri. „Tato místa byla obsazena transkripčními faktory, které podporovaly expresi liniových genů původu buňky, takže se tam myod váže, aby vymazal předchozí linii před proměnou buněk na myogenní linii.“
Puri a tým vidí svá zjištění jako příležitost k rozšíření současných představ o tom, jak fungují transkripční faktory.
„Poskytli jsme semenné důkazy, že stejný transkripční aktivátor může také hrát represorovou roli na samém začátku procesu transdiference nebo přeprogramování buněk,“ řekl Puri. „Transkripční faktory jsou mnohem všestrannější, než jsme si mysleli, a tato nově nalezená všestrannost je diktována tím, kde a jak se vážou na DNA.“
Puri říká, že zjištění skupiny týkající se buněčného přeprogramování mohou pomoci rozvíjet úsilí o rozvoj terapií regenerativní medicíny a lépe porozumět procesu samotného přeprogramování buněk.
„V regenerativní medicíně doufáme, že léčíme určité zdravotní stavy tím, že jeden typ buněk změníme na druhou, jednu patologickou buňku na jednu fyziologicky normální nebo dokonce terapeutickou buňku,“ řekl Puri. „A teď víme, že důležitým úkolem je potlačení nábytku genové exprese předchozí linie.“
Puri také zdůraznil roli Myoda při odfiltrování konkurenčních biochemických signálů během buněčného přeprogramování.
„Existuje celá řada růstových faktorů nebo regeneračních podnětů, které se obvykle setkávají s těmito buňkami během regenerace,“ řekl Puri. „Myod je schopen být velmi selektivní při potlačování většiny genové exprese, která by byla aktivována těmito narážkami, aby mohla kurátor správného programu pro budování svalu.“
Výzkumný tým dále plánuje prozkoumat, co se stane, když je potlačení Myodovy předchozí identity buňky neúplné. Tento jev může pomoci vysvětlit, proč se svaly některých sportovců lépe zotaví, jak stárnou nebo proč někteří lidé trpí zhoršením svalové hmoty související s věkem a křehkou známou jako sarkopenie v mladším věku.
„Může to být, že malé změny v myodově umlčování jsou tolerovány tělem, ale postupně narušují funkci svalu,“ řekl Puri. „Lepší porozumění tomuto konceptu může mít obrovský dopad, pokud jde o biomedicínské aplikace pro regenerativní a sportovní medicínu pro pacienty s sportovci a sarkopenií.“
Puri sdílel, že děti trpící svalovou dystrofií zažívají přechodné období zvané líbánky. Po dlouhou dobu, která se liší u každého dítěte, se jejich těla mohou s touto nemocí zabývat regenerací jejich svalu.
„Pokud dokážeme lépe porozumět tomuto líbánky, můžeme být schopni použít přístupy regenerativní medicíny k jeho rozšíření co nejdéle,“ řekl Puri.
Zdroj:
Reference časopisu:
Nicoletti, C., et al. (2025). MYOD potlačuje expresi genu z motivů jiných než E-box. Geny a vývoj. doi.org/10.1101/gad.352708.125.
