A gerinc születésének titka: egy sorsfordító gén nyomában

A gerinces állatok, azaz az emlősök, halak, hüllők és kétéltűek fejlődésének rejtélyeit segíthet megfejteni egy friss genetikai kutatás. A skóciai St Andrews-i Egyetem (University of St Andrews) kutatói rájöttek, hogy a gerinc kialakulásához vezető úton egy apró, de sorsdöntő genetikai változás történt: egyes kulcsfontosságú gének a gerincesek megjelenésekor sokkal többféle fehérjeváltozatot kezdtek termelni. Ez a genetikai rugalmasság segíthette elő, hogy a sejtek új módon specializálódjanak, így létrehozva a változatos szöveteket és szerveket.

Elképesztő különbség a jelátviteli fehérjékben

A kutatók zsákállat (sea squirt), ingola (lamprey) és béka összehasonlításával vizsgálták, hogy az állatok miként alakították ki és fejlesztették tovább azokat a sejtek közötti kommunikációs rendszereket, amelyek meghatározzák az embrionális fejlődést és a szervképződést. A gerinctelen zsákállattól a gerinces békáig és ingoláig elemezték, hogyan váltak ezek a gének egyre összetettebbé.

A kulcs: a gerincesekben a jelátviteli fehérjéket kódoló gének drasztikusan többféle fehérjét kezdtek gyártani, mint ahogy az a többi gén esetében megszokott. Ez a fehérjeváltozat-bőség a gerincesek megjelenésekor megugrott, és feltehetően ehhez köthető, hogy a bonyolultabb szervek és szövetek is megjelenhettek.

Genetikai térképezés új szemszögből

A kutatásban először alkalmazták a hosszú leolvasású DNS-szekvenálást ezeknél az állatfajoknál, így most először kaptak pontos képet arról, hányféle fehérjeváltozat születik egyetlen génből. A békában és az ingolában megfigyelt fehérjedinamikát nem tapasztalták a zsákállatnál.

Jelentősége nemcsak az evolúcióban

A felfedezés nemcsak a gerinc kialakulásának megfejtésében hozhat áttörést: a sejtes kommunikációban szerepet játszó fehérjék működésének vizsgálata később akár az emberi betegségek kezelésében is fordulatot hozhat. A kutatók arra is kíváncsiak, pontosan hogyan képes ennyi fehérjeváltozat ilyen sokféle sejttípust létrehozni.

2025, adrienne, www.sciencedaily.com alapján