Vznik těhotenství umožnily skákavé geny

03.02. 07:07 | Autor: Radek John

Žirafy kapské s mládětem (ilustrační foto).

Když začaly samičky savců přechovávat plody v děloze, místo aby kladly vejce, vyžadovalo to reorganizaci genetického materiálu. Podle nového výzkumu ji umožnily úseky DNA, které obvykle nic nedělají a jen tak se vezou z generace do generace. Často bývají považovány za parazity.

My, savci, máme proti ostatním živočichům unikátní rozmnožovací strategii. Ačkoliv živorodost není nijak vzácná a dá se najít ve spoustě dalších skupin živočichů, její savčí verze je pravděpodobně nejpropracovanější vůbec. Z biochemického hlediska je to velmi komplikovaný proces. Imunitní systém matky nesmí rozeznávat plod jako cizorodý, ačkoliv má odlišnou DNA. Matka a embryo spolu složitě komunikují. Naši předkové kladli vejce stejně jako ostatní živočichové. Část savců je ostatně klade dodnes. Proto je jasné, že přechod k dnešnímu převažujícímu způsobu rozmnožování si vyžádal velké změny.

Skupina výzkumníků v čele s Vincentem Lynchem z Chicagské univerzity se pokusila zjistit, jak se odlišná rozmnožovací strategie otiskla do našich genomů. V časopise Cell Reports popisují vzájemné srovnání genů aktivních v děloze u několika skupin živočichů. Byli mezi nimi placentální savci, k nimž patříme i my, vačnatci (jako klokan) a ptakořitní (ptakopysk). Vedle nich zahrnuli výzkumníci do srovnání i další obratlovce, konkrétně ptáky, plazy a žáby. Ptakopysk. Savec, který snáší vejce.

Bývalé viry?

Většina genů, které se těhotenství účastní, není podle vědců nová. Přechod obvykle znamenal jen spuštění starých genů v nových situacích. Asi nejzásadnější zjištění je, že se tyto změny zprostředkovaly transpozony. Jsou to krátké úseky DNA, které umějí přeskakovat z jednoho místa v genomu na druhé. Genetikové o nich vědí už velice dlouho, ale pořád se jim nepodařilo se shodnout, co jsou zač. Hodně vědců si myslí, že jde o parazity.

Některé transpozony velice připomínají viry, takže je možné, že jimi kdysi byly (nebo taky naopak část virů mohou být vzbouřené transpozony). Při přechodu na novou rozmnožovací strategii ovšem udělaly užitečnou práci.

To pořád nemusí znamenat, že nejsou parazity nebo že jimi v minulosti nebyly. Hranice mezi parazitismem, mutualismem (vzájemně prospěšným vztahem) a příživnictvím, jsou často neostré i jinde v přírodě. Dobrý příklad jsou lišejníky ̶ soužití hub s rostlinami, v nichž najdete všechny zmíněné typy vztahů. Klokani jsou vačnatci. Jsou sice živorodí, ale jejich mláďata přicházejí na svět jen málo vyvinutá.

Nepotřebná skořápka

Je to asi poprvé, kdy se podařilo odhalit, jak v technickém smyslu vznikla během evoluce tak složitá novinka, jako je těhotenství. Lynch a jeho spolupracovníci identifikovali zhruba tisícovku genů, které začaly být aktivní v děloze savců po přechodu na novou rozmnožovací strategii. Vesměs se dalo tušit předem, co by mohly přibližně dělat.

Velká část z nich jsou úseky DNA, které mají na starosti různé typy buněčné signalizace. Hodně z nově aktivovaných genů souviselo s řízením imunitního systému. Vědci našli i několik stovek úseků, které naopak vývoj těhotenství umlčel. Málokoho asi překvapí, že měly co do činění s tvorbou vaječné skořápky.

Foto: ČTK/Rychetský Jan, ČTK/ZUMA/Gerard Lacz

Autor: Radek John