iPon Cikkek

Génmérnök muslicák

Dátum | 2015. 08. 19.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Képzeljünk el egy olyan állatot, amely saját magával genetikailag azonos klónoknak ad életet. Ennek az ivartalanul szaporodó teremtménynek nem kell azzal bajlódnia, hogy párt találjon magának: önmagában alkalmas arra, hogy legyártsa a következő generáció tagjait. Azt hihetnénk, hogy ez a fajta stratégia biztos sikert garantál, valójában azonban a szaporodás ivartalan módját gyakorló fajok nagyon is sérülékenyek. Rendszerint az élet fájának új, törékeny hajtásait alkotják ezek, és gyakorlatilag bármikor megsemmisülhetnek. Már önmagában az is árulkodó lehet az ivartalan szaporodás sikerességével kapcsolatban, hogy az állatvilág túlnyomó része ivaros módon szaporodik. Az ivartalan szaporodással az az elsődleges probléma, hogy az ezt gyakorlók könnyű célpontot jelentenek a ragadozók, a paraziták, riválisaik és a kórokozók számára is, mivel minden generáció genetikailag megegyezik az előzővel, miközben az ellenfelek változó genomjuknak köszönhetően gyorsabban alkalmazkodnak. Az ivaros szaporodás ugyanis a szó szoros értelmében megkavarja a dolgokat: az ivarsejtek keletkezésekor, vagyis még mielőtt az apai és az anyai génállomány az utódban egyesülne, a DNS szakaszai összekeverednek és új módokon kapcsolódnak össze a rekombinációnak nevezett folyamat során. Ez sokféleséget teremt a szaporítósejtek közt, és a rekombináns utódokat megtámadó parazitáknak változatos célpontokkal lesz dolguk, ami valószínűtlenné teszi, hogy a teljes utódgenerációt sikeresen legyűrjék. Ebben az esetben a célpontok maguk is mozognak és változnak, hiszen minden ivaros szaporodás során új génkombinációk jönnek létre, amelyekhez aztán a parazitáknak is alkalmazkodniuk kell. Mire ezt megteszik, a kombináció újra megváltozik. Pontosan úgy áll tehát a helyzet, mint Lewis Caroll Alice Tükörországban című meséjében, ahol a Vörös királynő birodalmában minden ott lakónak folyamatosan rohannia kell, hogy egy helyben maradhasson.
Nem véletlenül alkalmazzák tehát az evolúcióbiológusok a gazda-parazita fegyverkezési verseny megmagyarázására az úgynevezett Vörös királynő hipotézist. Eszerint a paraziták alapvető hatással voltak a szexualitás kialakulására és fenntartására, mivel a siker érdekében folyamatosan alkalmazkodniuk kell gazdaszervezetük belső világához és védekezőrendszeréhez. Ilyen módon a gazdaszervezetnél általában rövidebb élettartamú paraziták gyorsan változó környezetet jelentenek a gazdafaj tagjainak számára, szelekciós nyomást biztosítva az olyan ellenszerek kifejlesztésére, mint például a szexuális rekombináció. Nadia Singh, az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatója azonban nemrégiben újabb csavarra lett figyelmes ebben az egyszerűnek már eddig sem mondható viszonyrendszerben. A kutató igazolta, hogy az ecetmuslicák arra is képesek, hogy a szokásosnál is sokfélébb utódokat hozzanak létre, ha szaporodás előtt egy különösen fertőző baktériummal vagy valamilyen veszélyes élősködővel szembesülnek. Ha paraziták élnek közvetlen környezetükben, a muslicák valamilyen módon biztosítják, hogy a következő generáció génjei még jobban össze legyenek keverve, mint az általában jellemző. „Fogalmazzunk úgy, hogy ha a paraziták egy bizonyos genotípusra specializálódnak, akkor ettől eltérőnek lenni nagyon jó dolog” – mondja Todd Schlenke, az oregoni Reed College kutatója, aki nem vett részt Singh vizsgálatában. „Ha más vagy mint a szüleid, jól fogsz boldogulni.” Ennek jeleit már korábban is észlelték egyes kutatások során. Az előző évszázad folyamán a szakértők számos olyan környezeti faktort azonosítottak a hőmérséklettől kezdve, a stresszen át, az életkorig, amely befolyásolhatja rekombináció mértékét. Növényekben ezen faktorok közé sorolhatók a fertőzések is. „Mindig is érdekelt, hogy vajon ugyanez az állatokra is igaz lehet-e” – mondja Schlenke. A kérdés megválaszolása érdekében Singh olyan ecetmuslicákkal kezdett kísérletezni, amelyek két egymáshoz nagyon közel eső génjükben hordoztak fenotípusosan, azaz külsőleg is megjelenő jellegeket. Az egyik gén mutáns változata sötét színűvé teszi az állat testét, a másik gén aktuális allélja pedig szabálytalanságokat okoz a szem egyébként precíz kupolájának ívében. Némi ügyes pároztatással Singh létrehozott egy olyan muslicatörzset, amelynek tagjaiban a két mutáció kapcsolttá vált, vagyis együtt öröklődött: az egyedeknek tehát vagy egyszerre volt sötét testük és szabálytalan szemük, vagy egyik mutáció sem jellemezte őket.
A kutató úgy gondolta, hogy ha ezek után tovább pároztatja a muslicákat, és olyan egyedeket kap, amelyek csak az egyik mutációt hordozzák, az a rekombináció eredménye lehet. A szabálytalan szemű, de világos kültakarójú rovarokban a két gén elszakítódott egymástól, és a mutáns allél mellé a másik gén domináns változata került. Ezt a muslicatörzset használva Singh sikeresen igazolta, hogy ha a nőstény rovarokat párzás előtt egy veszélyes baktériummal fertőzi meg, ezektől olyan lárvák születnek, amelyek génállománya 15 százalékkal magasabb fokon rekombinálódott az átlagnál. Schlenke egy másik kísérletben azt is igazolta, hogy ha parazita darázs támadja meg a nőstényeket, hasonló lesz a hatás. A darazsak petéiket a muslicák lárváinak testébe helyezik, majd a kifejlődő paraziták belülről felemésztik a gazdatestet, hacsak annak immunrendszere nem talál módot az élősködők elpusztítására. Ha ez sikerül, a lárvákból felnőtt egyedek fejlődnek ki, amelyek szintén szaporodnak, és igyekeznek még inkább rekombináns lárvákat kreálni, mint darazsaktól érintetlen rokonaik. A szakértők azzal is kísérleteztek, hogy mi történik, ha egy tűvel sebesítik meg a muslica anyákat, ez azonban nem volt hatással az utódok rekombinációjának mértékére. A jelek szerint a gének összekeverése kifejezetten az őket megtámadó fertőzések ellen irányuló stratégia, függetlenül attól, hogy egy baktérium vagy egy darázs az ellenség. Schlenke és Singh ráadásul úgy találták, hogy ezen állatok igazából nem is a tulajdonképpeni rekombinációt fokozzák utódaikban, hanem ami a fertőzések következményeként történik, az még különösebb. A nőstények szaporodórendszerében több potenciális sejt is petesejtté tud alakulni, és később ezeket termékenyítik meg a hímek. A jelek szerint a nőstények fertőzés esetén valamilyen módon képesek azon sejteket előnyben részesíteni erre a célra, amelyekben a rekombináció már magas fokon megtörtént.
„Mintha az anyák tudnák, hogy mely sejtjeik rekombinánsak, és direkt ezeket használnák az embriók létrehozásához. Vagy talán azt tudják, hogy mely sejtek nem rekombinánsak, és ezeket törlik a képletből” – mondja Schlenke. „Ez elsőre őrültségnek hangozhat, de a szóba jövő vadabbnál vadabb magyarázatok közül még ez tűnik a legvalószínűbbnek.” Az ugyanakkor egyelőre rejtély, hogy a nőstények hogyan képesek ilyen szintű válogatásra. „Majdhogynem olyan, mintha génmérnökök lennének” – folytatja Schlenke. Az emberek egyelőre még csak tűnődnek azon, hogy mi lenne, ha gyermeküket a fogantatás során eleve okosabbá vagy éppen kékebb szeművé tudnák tenni, mondja a kutató. Az ecetmuslicák körében azonban ez ténylegesen megtörténik. A szülők megváltoztatják utódjuk genomját, bár nem egy konkrét genotípust akarnak megvalósítani, hanem olyan módon hozzák létre utódaikat, hogy azok eltérőek legyenek tőlük. A kutatócsoport egyelőre csak az ecetmuslicák genomjának egy kisebb szakaszán vizsgálta a rekombináció mértékét. Azt tehát nem tudni, hogy a testszínt és a szemformát meghatározó génektől távolabb eső régiókban is olyan intenzív-e a szakaszok kevergetése, mint ezen a részen. Azzal sem foglalkoztak, hogy a rekombináció fokozása milyen hatással van az új generációra, ami a parazitákkal szembeni ellenállóképességet illeti, vagyis nem tudni, hogy a lárvák valóban profitálnak-e szüleik erőfeszítéseiből. Ezt mindenképpen meg kell vizsgálni a közeljövőben, mondja Schlenke is. Az sem világos továbbá, hogy hasonló stratégiák más fajoknál is léteznek-e. Mi a helyzet például velünk? Az emberi anyák is igyekeznek kevertebb genotípusú utódoknak életet adni, ha bizonyos betegségekkel találkoznak? „Nem lepne meg, ha így lenne” – mondja Schlenke. A növények alkalmazzák a módszert, és most az ecetmuslicákban is igazoltuk a stratégia használatát, ki tudja, mi derül ki a jövőben, teszi hozzá a szakértő.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

6. ny
2015.08.19. 15:08
"Ennek az ivartalanul szaporodó teremtménynek nem kell azzal bajlódnia, hogy párt találjon magának"

Jools, ez most egy forever alone comingout volt?


érdekes cikk, köszi a fordítást!

Miért nem valami specializáltabb újságba írsz (index tudomány?) (azon kívül, hogy az ipon alkalmaz)?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. Renhoek ny
2015.08.20. 00:49
Nee, ne menjen el Indexbe' Aztán még elkezdene silány cikkeket írni tele hibával és hülyeségekkel az ottani rovat színvonala miatt

Iponon jó nagyon ez a tudományos témázgatás. Remélem a kevésbé érdeklődők is kicsit megszeretik a természettudományokat.
Én eddig még nem találtam unalmas, vagy szakmai hibáktól hemzsegő cikket itt tőle. Szóval csak így tovább SG-vel/PH-val szemben kilóra megvettetek ezekkel a jó kis írásokkal.

ON: " Az ugyanakkor egyelőre rejtély, hogy a nőstények hogyan képesek ilyen szintű válogatásra."
Ez eléggé vad tényleg. Belegondolni se tudok, hogyan csinálhatja. Lehet valami jelátviteli kaszkádokon keresztül...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2015.08.20. 01:50
Hormonrendszernek hívják. Ami annyit tesz, hogy valami inger hatására telenyomja a testét egy kémiai vegyülettel, amit a teste más része értelmez -.-
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. mikej95 ny
2015.08.23. 22:32
Vagy a változatosabb/eltérő genomú sejtek életképesebbek már a fertőzött muslinca szervezetében is.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. seregr
2015.08.24. 09:03
Én például ezek miatt a cikkek miatt kezdtem el újra az Iponon vásárolni. Korábban egy garancia kezelési probléma miatt erre sem néztem.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Legato
2015.09.09. 18:39
Egy muslica törekvése
képzeld el mikor az agyad kisebb mint egy pont amit tűhegyes ceruzával csinálsz,és génmérnöknek titulálnak
Nevetséges
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!