Epigenetika hovorí o tom, ako na naše bunky vplýva prostredie – či už vonkajšie, alebo vnútorné. Je to mladý odbor?
Je to relatívne mladý odbor, ale jeho počiatky by sa dali datovať do dávnych čias. Už Aristoteles si všimol, že na organizmy vplýva vonkajšie prostredie. Lamarc vo svojej evolučnej teórii naznačil, že organizmy sa prispôsobujú prostrediu, a preto má napríklad žirafa dlhý krk. Pochopenie mechanizmov epigenetiky však bolo možné až po tom, ako boli známe princípy a podstata dedičnosti, čo sa udialo v polovici minulého storočia.

​Dočítala som sa, že s rozvojom epigenetiky súvisí meno Conrad Hal Waddington. Kto to bol?
Áno, práve britský vývinový biológ Conrad Hal Waddington zaviedol aj pojem epigenéza. Doslova hovoril o epigenetickej krajine. Waddington si uvedomil, že z jednej jedinej bunky – z oplodneného vajíčka – vznikli všetky bunky v našom tele, ktoré však (hoci nesú rovnakú genetickú informáciu) nie sú rovnaké, ale majú rôzne funkcie. Ako je to možné, ak vznikajú z jedného vajíčka? Je to tým, že v každej špecializovanej bunke sú zapnuté iné súbory génov. V podstate je osud bunky vo vyvíjajúcom sa plode ovplyvnený jej bezprostredným okolím a podľa toho vzniká ten-ktorý typ buniek.

Každá bunka má rovnaký genetický kód, ale zapne si len tú časť, ktorú potrebuje na svoje fungovanie?
Presne tak, v rôznych bunkách sa zapnú iné súbory génov, ktoré sú nevyhnutné pre správne fungovanie danej bunky. O funkcii bunky teda rozhoduje to, ktorý súbor génov má bunka zapnutý, či je to krvná bunka alebo svalová, pečeňová, mozgová, nervová a pod. Ak sa vtedy v rámci vývinovej biológie hovorilo o vplyve prostredia na vývin bunky, tak sa myslelo vnútorné prostredie organizmu – teda napríklad umiestnenie bunky vo vyvíjajúcom sa embryu. Zjednodušene, ak sa bunka vyvíjajúceho sa embrya nachádza v oblasti určenej pre mozog, bude z nej mozgová bunka, lebo tak na ňu vplýva vnútorné prostredie. Až následne vedci začali skúmať, či vývin organizmov neovplyvňuje aj vonkajšie prostredie.

Dnes už vieme, že to tak je, alebo nie?
Jedným z klasických príkladov epigenetiky je vývin samičiek pri včelách. Pri nich totiž existujú dva typy samičiek – robotnice a včelia kráľovná. Hoci oba typy majú rovnaké gény, už na prvý pohľad je evidentný rozdiel – kráľovná je väčšia nielen v kvantite, ale aj kvalite. Kráľovná má vaječníky, kým robotnice ich majú len zopár, pretože ich nepotrebujú, keďže potomstvo zabezpečuje kráľovná. Naopak, robotnice majú iné ústroje, ktoré sú zas potrebné na to, aby riadne vykonávali svoje poslanie. Ďalším rozdielom je, že kým robotnica sa dožíva približne 140 dní, včelia kráľovná môže žiť tri až päť rokov.

Čo tieto rozdiely spôsobuje?
To je presne tá otázka, ktorú si kládli aj vedci. Zistilo sa, že to spôsobuje rozdielna strava počas larválneho vývinu. Prvých štyri až päť dní sú všetky larvy kŕmené rovnako, a to materskou kašičkou. Potom sa však materská kašička podáva už len larvám, z ktorých sa majú vyvinúť kráľovné. Larvám budúcich robotníc sa podáva bežná strava, teda nektár a peľ.

O tom, či sa z larvy vyvinie kráľovná alebo robotnica...