iPon Cikkek

Kimérák és mozaikok – a bennünk élő genomok

Dátum | 2013. 09. 27.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A biológia órától kezdve a nyomozós sorozatokig mindenütt ismételten azt halljuk, hogy genomunk biológiai identitásunk kulcsa. Egyetlen sejtünk kromoszómáinak szekvenálása révén minden megtudható genetikai múltunkról, tehát magunkról is, hangoztatják előszeretettel a prominens genetikai cégek. A valóság azonban nem egészen így néz ki. A kutatók egyre több jelét találják annak, hogy valójában korántsem vagyunk egységesnek tekinthetők genetikailag. Nem is olyan régen a szakértők még úgy hitték, hogy egyetlen személy egészséges sejtjei örökítőanyag szempontjából gyakorlatilag egyformának tekinthetők, valójában azonban meglepően gyakori, hogy egy-egy ember több különböző genomot hordozzon. Egyesek olyan sejtcsoportokkal rendelkeznek, amelyek génanyagának mutációi a szervezet többi részén nem találhatók meg. Másokban olyan genomok találhatók, amelyek más emberektől származnak. Alexander Urban, a Stanford kutatója szerint, ha három évvel ezelőtt valaki azzal állt volna elő, hogy egyetlen szervezeten belül genetikai variációk elképesztő sokfélesége fordulhat elő, a többség nevetségesnek tartotta volna a feltételezést. Az utóbbi időszakban azonban több olyan tanulmány is megjelent, amelyek bizonyítékokat sorakoztatnak fel az elmélet mellett. Egyre inkább úgy tűnik, hogy az egy személyen belül variációk olyan sokfélék lehetnek, és olyan elterjedt jelenségről van szó, hogy azt a továbbiakban nem lehet figyelmen kívül hagyni. Amikor egy petesejt és egy hímivarsejt genetikai anyaga kombinálódik, a keletkező genomban minden információ megvan, ami egy új emberi lény létrehozásához szükséges. A zigóta aztán osztódni kezd, és az új sejtek már ezen eredeti genom másolataival lesznek ellátva. A genetikusokat évtizedek óta izgatja, hogyan képes egyetlen genom ennyi különféle sejt, szerv és testrész létrehozására, és azt is kutatják, hogy egyes génváltozatok milyen fejlődési rendellenességek, betegségek kialakulásához vezethetnek. A genetikai tesztelésnek köszönhetően így a beteg és annak családja időben felkészülhet a legrosszabbra, illetve megelőző intézkedésekkel, például dietáris változtatásokkal elodázhatja a problémák kialakulását.

A teljes genom szekvenálásának költségei nagyon lecsökkentek az elmúlt húsz évben: míg az első emberi genom leírása még nagyjából 3 milliárd dollárba, és több éves munkába került, manapság már néhány ezer dollárból, mindössze 50 óra alatt bárki feltérképeztetheti génállományát. Ennek a fejlődésnek köszönhetően aztán egyre több beteg teljes genomját szekvenálják az orvosok, új, eddig sosem látott összefüggésekre derítve fényt egyes génvariációk, mutációk és betegségek közt. Mindezen vizsgálatokat azonban egy nagyon lényeges feltételezés előzte meg: mindeddig úgy hittük, hogy az emberi szervezet minden sejtjének genomja egyforma, így egy bárhonnan (nyálból, bőrből, hajból) szerzett minta révén pontosan tudhatjuk, hogy milyen génkészlettel rendelkeznek a máj, az agy vagy bármely más szervünk sejtjei. Már a 20. század közepe táján utaltak jelek arra, hogy ez nem feltétlenül van így minden esetben. 1953-ben egy brit hölgyről egy véradás folyamán kiderült, hogy vérének egyes részei a nullás, mások az A-s vércsoportba tartoznak. A kutatók annak idején azzal magyarázták a különös jelenséget, hogy az alany még az anyaméhben, ikertestvérétől kaphatta a másfajta genommal rendelkező vérsejteket, amelyek aztán beépültek saját szervezetébe. A kimérizmusnak nevezett állapotot ezt követően sokáig ritkaságnak tartották, napjaink kutatásai alapján azonban meglehetősen gyakori. Az ikrek például nagyon gyakran tesznek szert egymás genomjára a méhbeli közös tartózkodás során. Más esetekben pedig a két megtermékenyített petesejt még a kezdet kezdetén összeolvad, és a megszülető csecsemő sokszor sosem tudja meg, hogy két génkészletet hordoz. Egy esetben egy hölgyről 52 éves korában derült ki, hogy kiméra. Veseátültetésre lett volna szüksége, és vérrokonainak vizsgálata során az derült ki, hogy vércsoportja alapján nem lehetne az anyja három gyermekéből kettőnek. Alaposabb vizsgálatokkal aztán kiderítették, hogy vérsejtjei és petesejtei két különböző genomból eredeztethetők. A terhesség alatt gyakran előfordul az is, hogy a gyermek hagy hátra néhány sejtet anyja testében, amelyek aztán a szervezet legkülönbözőbb pontjain bukkannak fel. A szakértők mai álláspontja szerint azok a nők, akik már voltak életükben terhesek, nagy valószínűséggel rendelkeznek gyermeküktől eredő sejtekkel, vagyis kimérák.

A kutatók a kezdeti felfedezések után célzottan keresni kezdték kimérizmus elterjedtségét és előfordulási formáit. Egy 2012-es kanadai kutatás során 59 nőbeteg agyából vettek mintát, és 37 esetben találtak Y kromoszómával rendelkező neuronokat, amelyek vélhetően az alanyok fiaitól származó sejtekből fejlődhettek ki. Egy hasonló amerikai kutatás során beigazolódott, hogy ezek a sejtek a mellek szövetébe is bejuthatnak, a vizsgált nők 56 százalékának mellében találtak Y kromoszómás sejteket. A genetikusok már egy évszázaddal ezelőtt rájöttek az egyik módjára annak, hogyan tehet szert egy élőlény két különböző genomra. Úgynevezett „mozaikos állatokat” vizsgáltak, amelyek egy helyen furcsa színű vagy mintájú szőrcsomóval rendelkeztek testükön. Az ilyen élőlények nem valamilyen külső forrásból (szüleiktől, testvéreiktől, utódaiktól) örökölték a test többi részének sejtjeiben találhatótól eltérő genomot, hanem korai embrionális állapotban egyik sejtjük valamiféle mutáción esett át, amelyet aztán az összes belőle kifejlődő sejt, köztük az adott bőrrészlet sejtjei is örököltek. A mozaicizmust a DNS-szekvenálás elterjedése előtt meglehetősen nehéz volt emberi alanyokon vizsgálni, mivel általában csak akkor vették észre, ha a mutáció következményei jelentősek és látványosak voltak. 1960-ban aztán kiderült, hogy a leukémia is egyfajta mozaicizmus eredménye: egy vérsejt osztódás közben spontán mutáción megy át, egyik kromoszómájának egy nagy darabja egy másik kromoszómához kapcsolódik. Későbbi kutatások is alátámasztották, hogy a daganatos megbetegedések bizonyos specifikus sejtek mutációinak eredményei, vagyis a mozaicizmus tipikus esetei. Később aztán az is kiderült, hogy a mozaicizmusnak más, ártalmatlanabb formái is gyakran előfordulnak. Egy fibroblasztokat vizsgáló kutatás például kimutatta, hogy ezen sejtek 30 százalékában fordul elő olyan mutáció, amely a DNS egy nagyobb részének megduplázódásával vagy törlődésével jár. Hasonló eredményre jutott az a kutatás is, amely más szervek sejtjeit vizsgálta ilyen szempontból.

Azt egyelőre nem tudni, hogy a kimérizmus és a mozaicizmus ilyen fokú elterjedtsége milyen hatással van egészségi állapotunkra, de a szakértők többsége egyetért abban, hogy ezen állapotok jelentős része semmiféle következménnyel nem jár, vagy ha van is valamilyen hatása, az inkább pozitív. A mutációk esetében ez könnyebben belátható, de arra is utalnak jelek, hogy a kimérizmusnak köszönhető extra genomoknak is hasznát veheti a szervezet. A magzati fejlődés során például olyat is megfigyeltek, hogy az idegen forrásból származó sejtek rátaláltak egyes sérült vagy beteg szövetrészekre, és kijavították ezeket. Persze az is előfordul, hogy a mutáció kifejezetten negatív következményekkel jár. Létezik például egy nagyon súlyos kórkép, amelynek során az agy egyik fele nagyobbra nő a másiknál, komoly görcsrohamokat okozva a páciensnek. A hemimegalenkefáliában szenvedő gyermekeknek csak akkor van esélyük viszonylag normális életre, ha agyuk egyik felét műtétileg eltávolítják. Az elmúlt évek ilyen műtétei után aztán kiderült, hogy a nagyobbra növő agyfélteke neuronjainak nagy részében ugyanazon gén mutációja figyelhető meg, vagyis szintén mozaicizmus állhat a háttérben. A probléma pontos okának felderítése pedig az első lépést jelenti a megoldás felé. Más kutatók azt vizsgálják, hogy a mozaicizmusnak milyen szerepe van az olyan kórképek kialakulásában, mint például a skizofrénia. Az orvoslásban dolgozók azonban nem az egyedüliek, akiket érdekel és közelről érint a többszörös genomok ügye. A probléma ugyanis komoly kérdéseket vet fel az törvényszéki genetikai vizsgálatokkal kapcsolatban is, hiszen a mozaicizmus és a kimérizmus széles körű elterjedtsége azt jelenti, hogy többé nem vehető készpénznek az sokáig kőbe vésett igazságként kezelt egy ember, egy genom elv. Ha egyetlen ember egyszerre több különböző genomnak is „otthont adhat”, akkor mostantól jóval nagyobb alapossággal kell kezelni a DNS-en alapuló bizonyítási eljárásokat. Nem is olyan régen lehetett hallani például egy olyan rendőrségi ügyről, amelynek során beigazolódott, hogy az erőszaktétellel vádolt elkövető nyálából és spemájából vett DNS-minták nem egyeztek egymással. Jelentős kavarodásokat okozhat az ember sejtjeinek génkészletében a csontvelőátültetés is. Egy osztrák kutatás során 77 transzplantált beteget vizsgáltak meg, és 74 esetben a donor genomját is sikerült kimutatni a páciensek szervezetének legkülönbözőbb pontjain, tehát nemcsak a vérben, hanem például a szájüreget borítóhámsejtek némelyikében is. Mind a bűnüldözésben, mind pedig az orvoslásban alapos odafigyelést igényel tehát a többszörös genomok problémája. Ha egy mutációk után kutató teszt során kizárólag vérmintákat vesznek a szakértők, könnyen előfordulhat, hogy a szervezet más pontjain található, másfajta genetikai állományú sejtek kimaradnak a vizsgálatból. Mindez tehát alapvetően változtatja meg a genetikáról eddig alkotott képünket, és úgy tűnik, hogy genomjaink tanulmányozásához még pontosabb és gyorsabb módszerekre lesz szükség a jövőben.

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

4. bszoke88
2013.09.27. 10:05
na, akkor elkezdhetjük mások vérét / egyéb részeit magunkba ültetni, hátha szuperman lesz vkiből.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. tomchee
2013.09.28. 02:20
Azért itt nem pont erről van szó
Minden esetre rendkívül érdekes és jó cikk volt.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. VAjZY
2013.09.29. 14:10
Nap mint nap érintkezünk más emberekkel vagy olyan dolgokkal, amiket más emberek is használnak, lehetett rá számítani, hogy az ép sejtek alkalmazkodnak az "új" környezetükhöz, s ott tovább élnek és regenerálódnak. Csodálatos dolog az élet.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. zdienes
2013.09.30. 20:22
gratula a cikk írójának,hihetetlen izgalmas írás.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!