Az evolúció előbb tréfálja meg a fonalférgeket, mint hogy Donald Trump egy tweetet írjon: 20 millió év sem számít

Két talajban élő fonalféregfaj, a Caenorhabditis elegans és a Caenorhabditis briggsae genetikai szabályozása meglepően hasonló maradt, annak ellenére, hogy mintegy 20 millió éve váltak el közös ősüktől. A kutatók egyedülálló módon, minden egyes sejttípusban összehasonlították ezen férgek génkifejeződési mintázatait, és szinte tökéletes egyezést találtak.

Ősi mintázatok, új technikák

A kutatás élőben követte nyomon a fonalférgek fejlődését az embrióosztódás legkorábbi szakaszától egészen a végső formájukig. Ehhez az úgynevezett egysejtes RNS-szekvenálás (single-cell RNA sequencing) technikát használták, mellyel minden sejtben mérni tudták a hírvivő RNS (mRNS) mennyiségét. Mivel az mRNS közvetíti a DNS utasításait a fehérjeszintézishez, a magas mRNS-szint azt jelzi, hogy az adott gén aktív, míg az alacsony, hogy inaktív.

Stabil fejlődés, rugalmas alkalmazkodás

Az alapvető sejttípusokban – például izom- és bélsejtekben – a génkifejeződési mintázat szinte teljesen változatlan maradt. Ennek oka lehet, hogy ezek a gének sokféle sejttípusban működnek, így evolúciós szempontból túl nagy kockázat bármilyen változtatás. Ezzel szemben a csak néhány vagy egyetlen sejttípusban jelen lévő gének kifejeződése már könnyebben módosulhat. A vizsgálatok szerint leginkább a specializált, érzékszervi vagy idegi sejtekben voltak eltérések a két faj között – talán azért, mert ezek révén könnyebb alkalmazkodni a környezethez, bár ez egyelőre csak feltételezés.

Megdöbbentően közel az emberhez

A fonalférgeket vizsgálni gyerekjáték: mindössze 1 mm hosszúak, felnőttként 550 sejt alkotja a testüket, és teljesen átlátszóak. Ezek a férgek ráadásul meglepően sok, mintegy 20 000 gént osztanak meg összetettebb élőlényekkel, köztük az emberrel is, ezért ideálisak fejlődésgenetikai modellorganizmusként. A két faj testfelépítése – a több tízmillió év ellenére is – szinte teljesen azonos, a sejtek listája pedig szinte egy az egyben megfeleltethető közöttük.

Az evolúció finomhangol

A vizsgálat tehát rávilágított arra, hogy a gének hogyan „maradnak biztonságban” ott, ahol túl nagy árat jelentene a változás, és hol „mernek” módosulni, ha az alkalmazkodás ezt kívánja. Még kérdéses, hogy a megfigyelt különbségek a fajok alkalmazkodásának eredményei, vagy a véletlen genetikai sodródásnak tulajdoníthatók. Az új módszer azonban segíthet végre feltárni, mi irányítja az evolúciót a sejtszintű fejlődés során.

2025, adminboss, phys.org alapján