V medicíně (genetice) mozaika nebo mozaika označuje přítomnost dvou populací buněk s různými genotypy u jednoho jedince, který se vyvinul z jednoho oplodněného vajíčka . Mozaika může být výsledkem mutace během vývoje, která se šíří pouze na podmnožinu dospělých buněk.
Přestože oba mohou mít některé společné příznaky, mozaika je výrazně odlišná od chimérismu. V druhém případě vznikají dva nebo více genotypů z více než jedné zygoty, zatímco v mozaikách vznikají tyto genotypy pouze z jediné buňky.
Ve vzácných případech mohou být intersexuální poruchy způsobeny mozaikou, kdy některé buňky v těle mají chromozomy XX a jiné XY.
Nejčastější formou mozaiky zjištěnou při prenatální diagnóze jsou trisomie. Ačkoli většina forem trisomie je způsobena problémy při meióze a postihuje všechny buňky organismu, existují případy, kdy se trisomie vyskytuje pouze ve výběru buněk. To může být způsobeno nerozdělením při časné mitóze, což vede ke ztrátě chromozomu z některých trisomických buněk. Obecně to vede k mírnějšímu fenotypu než u pacientů bez mozaiky se stejnou poruchou.
Příkladem je jedna z mírnějších forem Klinefelterova syndromu, nazývaná 46/47 XY/XXY mozaika, v níž některé buňky pacienta obsahují chromozomy XY a některé chromozomy XXY. Anotace 46/47 uvádí, že buňky XY mají normální počet 46 chromozomů celkem a buňky XXY mají 47 chromozomů celkem.
Pravá mozaika by neměla být zaměňována za fenomén X-inaktivace, kdy všechny buňky v organismu mají stejný genotyp, ale odlišná kopie X chromozomu je exprimována v různých buňkách, například u kalických koček.
Gonadální mozaika je speciální forma mozaiky, kdy některé gamety, tj. buď spermie nebo oocyty, nesou mutaci, ale zbytek je normální.
Příčinou je obvykle mutace, která se objevila v časné kmenové buňce a dala vzniknout celé gonadální tkáni nebo její části.
To může způsobit, že postiženy jsou pouze některé děti, a to i u dominantního onemocnění.
Využití v experimentální biologii
Genetické mozaiky mohou být mimořádně užitečné při studiu biologických systémů a mohou být záměrně vytvářeny v mnoha modelových organismech různými způsoby. Často umožňují studium genů, které jsou důležité pro velmi rané události ve vývoji, takže je jinak obtížné získat dospělé organismy, u kterých by byly patrné pozdější účinky. Dále mohou být použity k určení tkáně nebo typu buňky, ve které je daný gen vyžadován, a k určení, zda je gen buňkově autonomní. To znamená, zda gen působí výhradně uvnitř buňky tohoto genotypu, nebo zda ovlivňuje sousední buňky, které samy tento genotyp neobsahují, ale přebírají tento fenotyp kvůli diferenciaci prostředí.
Nejstarší příklady tohoto postupu zahrnovaly transplantační experimenty (technicky vytvoření chimér), kdy jsou buňky z embrya ve stadiu blastuly z jednoho genetického prostředí odsáty a vstříknuty do embrya ve stadiu blastuly jiného genetického prostředí.
Genetické mozaiky jsou obzvláště mocným nástrojem, pokud se používají u běžně studovaných octomilek, kde jsou vytvářeny mitotickou rekombinací. Mozaiky byly původně vytvořeny ozářením mušek heterozygotních pro určitou alelu rentgenovými paprsky, což navodilo dvouvláknové zlomy DNA, které po opravě mohly vést k buněčnému homozygotu pro jednu ze dvou alel. Po dalších kolech replikace by tato buňka vyústila v patch neboli „klon“ buněk mutujících pro studovanou alelu.
V poslední době se díky použití transgenu začleněného do genomu Drosophila stal systém mnohem flexibilnější. Flip Recombinase (nebo FLP) je gen z běžně studovaných kvasinek Saccharomyces cerevisiae, který rozpoznává místa „Flip Recombinase Target“, což jsou krátké sekvence DNA, a mezi nimi indukuje rekombinaci. Místa FRT byla transgenně vložena do centromery každého chromozomového ramene Drosophila melanogaster. Gen FLP pak může být indukován selektivně, běžně pomocí promotoru tepelného šoku nebo systému GAL4/UAS. Výsledné klony lze identifikovat buď negativně, nebo pozitivně.
U negativně označených klonů je moucha transheterozygotní pro gen kódující viditelný marker (běžně zelený fluorescenční protein, GFP) a alelu genu, který má být zkoumán (oba na chromozomech nesoucích místa FRT). Po indukci exprese FLP budou mít buňky, které podstoupí rekombinaci, potomstvo, které je homozygotní buď pro marker, nebo pro zkoumanou alelu. Proto buňky, které nenesou marker (které jsou tmavé), mohou být identifikovány jako přenášející mutaci.
Někdy je nevhodné použít negativně označené klony, zejména při generování velmi malých skvrn buněk, kde je obtížnější vidět tmavou skvrnu na jasném pozadí než světlou skvrnu na tmavém pozadí. Kladně označené klony je možné vytvořit pomocí tzv. systému MARCM (vyslovováno mark-em), což je zkratka pro „Mosaic Analysis with a Repressible Cell Marker“ a byl vyvinut Liqunem Luem, profesorem na Stanfordově univerzitě. V tomto systému se používá systém GAL4/UAS ke globální expresi GFP. Gen GAL80 se však používá k potlačení působení GAL4 a zabránění exprese GFP. Místo použití GFP k označení divokého typu chromozomu, jak je uvedeno výše, slouží GAL80 k tomuto účelu, takže po jeho odstranění je umožněno fungování GAL4 a GFP se zapne. To má za následek, že sledované buňky jsou jasně označeny na tmavém pozadí.