A centroméra-paradoxon
A centromérák ott találhatók a kromoszómákon, ahová sejtosztódáskor a sejtek gépezete rácsatlakozik, hogy elhúzza egymástól a kromoszómákat, így mindkét új sejt megkapja a szükséges genetikai örökanyagot. Mindeközben figyelemre méltó, hogy maguk a centromérákban található DNS-szakaszok rendkívül gyorsan képesek változni. Ezt a megmagyarázhatatlan mintázatot hívja a tudomány „centroméra-paradoxonnak”. Az élesztő azért is különleges, mert centromérái szokatlanul kicsik és pontosan meghatározhatók – a kutatások most először szolgáltak konkrét magyarázattal arra, hogyan fejlődhettek ki ezek a különleges centromérák, illetve miféle genetikai eredetük lehet.
A köztes lépés: „proto-pont” centroméra
Andrea Musacchio vezetésével dolgozó kutatócsoport (Max Planck Intézet, Dortmund, és az NYU Grossman School of Medicine) olyan köztes, úgynevezett „proto-pont” centromérát azonosított, amely hidat képez a mai egyszerű élesztő centromérák és komplexebb őseik között. Azok a korábbi verziók még parazita eredetű DNS-darabokat tartalmaztak. Az új felfedezés az egyik legdrámaibb példája a DNS-szintű evolúciós változásnak.
Ezután Max Haase, a tanulmány első szerzője kifejtette: sikerült kimutatniuk eddig ismeretlen centromérákat rokon élesztőfajokban, amelyek átmenetet képeznek a nagy, ismétlődő DNS-szakaszokból álló centromérák és az élesztő minimális méretű centromérái között. A vizsgált DNS-szakaszok kapcsolódnak egy retrotranszpozonoknak nevezett, úgynevezett „ugráló gének” családjához, vagyis valaha ezek az elemek adhatták az evolúció nyersanyagát, amelyből végül a modern, rendkívül egyszerű élesztő-centroméra lett.
Génzabáló parazitából nélkülözhetetlen genetikai központ
Az élesztő centroméra volt az első, amelynek működő DNS-szekvenciáját már az 1980-as évek elején azonosították, de még mindig kérdés volt, miként lehetséges, hogy ilyen precízen meghatározott és apró centroméra fejlődött ki. A mostani munka bizonyítja, hogy az evolúció képes újraépíteni az egyik centromérát a másikból, sőt: az egykor önző (parazita) vagy feleslegesnek hitt DNS-szakasz, amelyet mindössze a genom „szemetének” gondoltak, képes alapvető kromoszómarésszé válni – amire mostanra már minden sejt szükségszerűen támaszkodik.
Hogyan illeszkedik hozzá a sejtosztódás gépezete?
Ezután a kutatók abba az irányba indulnak tovább, hogy megértsék: a centromérákat felismerő fehérje-együttes – a kinetokor – evolúciósan hogyan képes lekövetni a centromérák ilyen drasztikus szerkezeti átalakulásait. Vizsgálják, pontosan hogyan áll össze a kinetokor, és hogy hány más kromoszómaszerkezetnél tette meg ugyanezt az evolúció, vagyis hányszor hasznosulhattak újra a transzpozonok a szervezet genetikai felépítésében.
