Výzkumníci díky metodě mikro CT objasnili roli genů při vývoji hlasu a sluchu u savců

Na výzkumu pracovali vědci s francouzskými biology. Brněnský tým skenoval biologické vzorky a tvořil 3D modely. Ty umožnily nahlédnout do vnitřní struktury myších embryí, a to bez jejich poškození. Podařilo se popsat změny vznikající genetickými zásahy.

Výpočetní mikro-tomografie funguje jako lékařské CT, má ale vyšší rozlišení. Sledovat lze objekty na úrovni pěti mikrometrů, tedy o velikosti červené krvinky. Aby bylo možné změny přesně popsat, kombinovali biologové histologické metody s moderní tomografií.

Při vyšetření v nemocnici jsou pacienti na CT zvyklí, že se zařízení otáčí kolem nich. „Naše vzorky ale nebyly živé. Proto jsme při jejich skenování jen otáčeli zkumavkou, což zajistilo vyšší rozlišení,“ řekla Novinkám vědkyně Markéta Kaiser, která se na výzkumu podílela s kolegou Tomášem Zikmundem. O jeho výsledcích informoval časopis PLOS One.

Každý vzorek byl během několika hodin skenování zaznamenán do přibližně dvou tisíc snímků, z nichž vznikl rozsáhlý datový soubor. Protože rentgenové záření přirozeně hůře zobrazuje měkké tkáně, bylo nutné vzorky před skenováním barvit roztoky těžkých kovů.

Nejnáročnější část práce přišla po skenování. Vědci museli analyzovat desetitisíce obrazových řezů v odstínech šedi a ve spolupráci s francouzskými biology identifikovat jednotlivé orgány a tkáně. Následná rekonstrukce 3D modelů vyžadovala detailní porovnávání s původními daty.

„Díky této metodě dokážeme zobrazit i velmi jemné struktury, například chrupavky, a sledovat jejich prostorové uspořádání,“ uvedla vědkyně.

Studie se zaměřila na tzv. inaktivaci genů Dlx5/6 u myších embryí. Tyto geny hrají zásadní roli při vývoji končetin, obličejových struktur i hlasového a sluchového aparátu. Výzkum vycházel z konceptu pleiotropie, který předpokládá, že jeden gen může ovlivňovat více různých vlastností organismu současně. Tento princip vedl k hypotéze, že geny Dlx5/6 mohou současně formovat všechny složky akustického komunikačního systému savců.

Výsledky studie ukázaly, že inaktivace genů Dlx5/6 způsobuje závažné poruchy svalově-kosterního systému všech orgánů hlasového traktu a zároveň ovlivňuje vývoj vnějšího, středního i vnitřního ucha.

Vědci tak jednoznačně prokázali tzv. pleiotropní roli těchto genů při formování kompletního hlasového a sluchového aparátu savců.