iPon Hírek

Ugráló gének alakíthatták át az emlősök szaporodását

Dátum | 2015. 02. 01.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Vincent Lynch, a Chicagói Egyetem kutatója kollégáival az emlősök szaporodásának evolúcióját tanulmányozza, vagyis azt vizsgálja, hogyan váltak elődeink tojásrakókból elevenszülőkké. A projekthez kulcsfontosságú volt egy állapotos kacsacsőrű emlős vizsgálata, a példány beszerzése azonban hosszú évekig akadályokba ütközött, végül azonban sikerült a kutatócsoport tagjainak hozzájutniuk egy kutyák által elpusztított egyedhez. A kacsacsőrű emlős 2−3 hétig nevelgeti méhében vékony tojáshéjjal körülvett utódait, amelyeket egy primitív méhlepényen keresztül táplál. Az erszényesek hasonlóan rövid ideig vemhesek, a kenguruk és a koalák azonban élő, tojáshéj nélküli utódoknak adnak életet, amelyek aztán anyjuk erszényében fejlődnek tovább. A méhlepényes emlősök rendszerint ennél sokkal hosszabb ideig tartják utódaikat testükben, az elefántoknál például két teljes évig tart a kihordási idő. A tojásrakás és az élveszülés közti váltás óriási változást jelentett őseink számára. Néhány hétről több hónapra duzzadt a várandósság ideje, ami nagyon kiszolgáltatottá tette a leendő anyákat, ugyanakkor persze rengeteg előnnyel is járt. Annak kiderítése érdekében, hogy ez a változás hogyan zajlott le, Lynch és kollégái 13 különböző állat, többek közt a kacsacsőrű emlős, az erszényespatkány, a kutya, a szarvasmarha és a tatu genetikai állományát vizsgálta meg, elsősorban arra koncentrálva, hogy mely gének aktiválódnak a méhben a kihordási idő alatt, és pontosan mikor teszik ezt.
A számok azt jelzik, hogy hány gén vált aktívvá, illetve hallgatott el a méhben az előző állapothoz képest az emlős evolúció három kulcsfontosságú pontján
A kutatók sokkal több eltérést tapasztaltak a genomok közt, mint amennyit előzetesen vártak. Több száz gén vezérli például a tojás anyagának létrehozásához szükséges folyamatokat. Ezek a kacsacsőrű emlős méhében aktívak, az erszényesekben és a méhlepényesekben viszont nem fejeződnek ki. Ez utóbbiakban cserébe több száz másik gén áll munkába a kihordási idő alatt az immunrendszer elnyomása, és az anya és az utód közti hormonális kommunikáció megvalósítása érdekében. Az eltérés teljesen érthető, hiszen a kacsacsőrű emlős picinyét már a méhen belül is egy viszonylag vastag köpeny, a tojás héja veszi körül, vagyis sokkal jobban el van szeparálva az anyától, mint az a többi emlős utódai. Ezen elkülönülés nélkül nagyon nagy annak a veszélye, hogy az anya immunrendszere fenyegetésként értékeli a méhben növekvő, félig idegen genetikai állományú sejttömeget. A tojás eltűnése után tehát az anyáknak el kellett nyomniuk saját immunrendszerüket, hogy az ne támadja meg a magzatot. A hosszas együttéléshez megkönnyítéséhez pedig valamiféle kommunikációra is szükség volt az utód és az anya szervezete közt, ami hormonális úton valósult meg.
A vizsgálatok alapján úgy tűnik, hogy ez a radikális változás olyan gének alternatív felhasználása révén mehetett végbe, amelyeknek más szervekben működtek ugyan, a méhben azonban a méhlepényesek megjelenéséig nem fejeződtek ki. Ezt, mint az Lynch vizsgálatából kiderült, ugráló DNS-darabok útján oldott meg a szervezet, amelyek képesek magukat lemásolni, és a genom más részeire beilleszteni. Ezek az úgynevezett transzpozonok rengeteg problémát okozhatnak, ha egy fontos feladatot ellátó gén belsejébe épülnek be, időnként azonban valami nagyon hasznos sül ki az átrendeződésből. A méhlepényes emlősök ősében például egy ugráló génnek és másolatainak köszönhetően a genom tele lett olyan szekvenciákkal, amelyek érzékenyek a progeszteron jelenlétére, vagyis a hormon megfelelő mennyisége esetén aktiválódnak. Így vált lehetségessé, hogy a méhben több száz, egyébként nem használt gén aktiválódjon. Az átalakuláshoz szükséges folyamat nagyon rövid idő alatt idő alatt zajlott le, mindössze egymillió év kellett ahhoz, hogy elődeink tojásrakókból elevenszülőkké váljanak, mondja Lynch. Craig Lowe, a Stanford kutatójának elmondása szerint a szakértők évtizedek óta elmélkednek arról, hogy az endogén retrovírusok képesek lehetnek valami hasonlóra, Lynch vizsgálata azonban az első, amely ténylegesen megmutatta, hogy az elméletben felvázolt folyamat valóban megvalósult az evolúció folyamán. A megoldás valószínűleg más radikálisan új szervezetbeli struktúrák esetén is hasonlóan működhet, és most, hogy a kutatók egy ilyet alaposan felderítettek, már tudják, hogy mit kell vizsgálni a többi hasonló folyamat azonosítása érdekében.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!