Genomický parazit zásadně proměnil těhotenství savců

Podle článku publikovaného 25. srpna v časopisu Nature Genetics se skupině vědeckých pracovníků z Yale University v práci podpořené Nadací Johna Templetona podařilo prokázat, že zásluhu na tom měly transpozony – de facto parazité, jimž se tehdy zdařila invaze do savčího genomu. Molekulární proměny, jež dovolily savčím plodům vyvíjet se z vajíček zcela bezpečně uvnitř matčina organismu, a nikoli v hnízdech či v různých kapsách na povrchu těla, jsou v článku popsány do nejmenších detailů. Vědecký tým z Yale se při studiu evoluční historie procesu těhotenství soustředil na buňky nacházející se v děloze a podílející se na vývoji placenty. Jeho členové porovnali genetický „make‑up“ těchto buněk u vačice Didelphis marsupialis, kde je doba od početí do narození pouhé dva týdny, s buňkami pásovce a člověka, u nichž – navzdory značné odlišnosti těchto vzdáleně příbuzných druhů – trvá vývoj plodu v děloze shodně devět měsíců. Podařilo se jim nalézt více než 1 500 genů, které byly exprimovány výhradně u savců s placentou, jež vyživuje plod během nitroděložního vývoje. A za nejvíce fascinující označili poznatek, že exprese těchto genů v děloze je koordinována transpozony – v podstatě parazitickými úseky genetického materiálu, které se replikují v genomu hostitele.

Transpozony, které tým vědeckých pracovníků z Yale University podezřívá, že jsou zodpovědné za expresi genů, jež dovolily savčím plodům vyvíjet se z vajíček zcela bezpečně uvnitř matčina organismu, jsou malé segmenty DNA, jež dokáží proniknout do genomu, zabydlet se tam a začít se replikovat, čili vytvářet své kopie. Tak se genetická informace přenáší z jedné molekuly DNA (chromosomu) do jiné, a to nikoli vertikálně (jako dědičná informace od rodičů), nýbrž horizontálně. Transpozony dokáží ještě jednu věc, kterou jiné části DNA neumějí – skáčou si po genomu na různá místa, a to v rámci jednoho chromosomu i na chromosomy jiné. Tak dokáží např. spustit mutaci, změnit množství DNA v buňce nebo dramaticky ovlivnit strukturu a funkci genomu, do něhož se nastěhují. Stále více se proto zdá, že se jedná o jeden z hlavních „motorů“ evoluce. „Transpozony se chovají obdobně jako parazité, kteří podnikli úspěšnou invazi do organismu – rostou, rozmnožují se a obsazují stále více místa uvnitř genomu,“ uvádí první autor článku v Nature Genetics Vincent J. Lynch. Kromě toho navíc aktivují nebo inhibují geny řídící proces těhotenství, dodává. „V případě transpozonů nejde o geny, které prodělávaly relativně malé změny po dlouhou dobu, aby teprve pak získaly svou novou roli během těhotenství,“ upřesňuje Lynch. „Připomínají spíše prefabrikované regulační jednotky, jež samy sebe již hotové instalovaly do hostitelského genomu, který je poté recykloval, a tak jim umožnil plnit zcela nové funkce, včetně usnadnění komunikace mezi matkou a plodem.“ „V posledních dvou desetiletích došlo v našich znalostech o evoluci k dramatickému pokroku,“ uvedl při té příležitosti vedoucí týmu z Yale, profesor ekologie a evoluční biologie Gunter Wagner. „Dříve se předpokládalo, že všechny evoluční proměny se odehrávaly v důsledku malých mutací v DNA a kumulace těchto změn v průběhu dlouhých časových období. V tomto případě se nám však podařilo nalézt a prokázat existenci operace, při níž došlo ve velmi krátkém časovém období k alteraci hned několika rozsáhlých oblastí genomu a v důsledku toho i k zásadní morfologické proměně.“

Zdroj: Medical Tribune