wtorek, 7 kwietnia 2015

Prawdziwie “samolubny gen”

Nowe odkrycie naukowców łamie prawo dziedziczenia, którym kierowano się w biologii od niemal stu pięćdziesięciu lat. Badacze ze szkoły medycznej na Uniwersytecie Północnej Karoliny (UNC) odkryli gen R2d2, który w niewyjaśniony sposób, jest przekazywany potomstwu częściej niż w pięćdziesięciu procentach przypadków.

Wszyscy mamy dwie kopie każdego genu. Jeden od ojca, jeden od matki. Zakładając oczywiście, że nie cierpimy na trisomię (posiadanie dodatkowego chromosomu oprócz jednej z par) lub monosomię (brak jednego z chromosmów, który zwykle jest śmiertelny). Gdy nasze organizmy wytwarzają komórki rozrodcze, plemniki i jajeczka, do każdej trafia po jednym chromosomie z każdej z dwudziestu trzech par będących nośnikami kilkudziesięciu tysięcy genów. Dzięki temu gdy plemnik łączy się z jajeczkiem, zygota ma tyle samo chromosomów co każdy człowiek. Połowę od ojca, połowę od matki.

Nasze obecne zrozumienie procesu mejozy - czyli podziału komórki w ktorym powstają komórki o połowie liczby chromosomów - wskazuje, że rodzic ma jednakową szansę przekazania obu kopii swojego genu potomstwu. A jednak od lat naukowcy wiedzieli, że wśród ssaków zdarzają się odstępstwa od tej reguły. Nie znali jednak ich przyczyn i samego mechanizmu. Teraz badaczom udało się namierzyć “winowajcę”. Gen R2d2 już nazywają “samolubnym genem” nawiązując do słynnej książki Richarda Dawkinsa.

Pod kierunkiem UNC naukowcy z całych Stanów, używając danych genetycznych tysięcy myszy laboratoryjnych, wykazali, że samiczki częściej przekazują potomstwu gen R2d2 niż jego “konkurencję”. Choć mechanizm, który pozwala “samolubnemu genowi” zwiększyć swoje szanse pozostaje nieznany, to odkrycie ma szerokie konsekwencje.

Przede wszystkim znając gen odpowiedzialny za ten fenomen, naukowcom będzie łatwiej rozszyfrować mechanizm. Lekarze oceniający szanse na przekazanie chorób genetycznych obecnie kierują się Mendlowskim prawem dziedziczenia. Niedługo potencjalnie będą mogli dokładniej określić zagrożenie dla potomstwa. Według genetyka Fernando Pardo-Manuel de Villena, jednego z autorów przełomowego odkrycia, R2d2 może między innymi pomóc zrozumieć przyczyny trisomii, gdzie dziedziczone są dwa chromosomy od jednego rodzica. Zrozumienie i możliwość korekty tego jak chromosomy są przekazywane potomstwu może mieć zbawienny wpływ na cały szereg chorób.

Wprowadzanie lub usuwanie genów wpływających na dziedziczenie mogłoby stać się częścią badań nad zwierzętemi. W przyszłości naukowcy mogliby kontrolować inwazyjne gatunki wprowadzając geny regulujące ich płodność razem z genami zwiększającymi szanse na przekazanie tych pożądanych cech.

Namierzenie R2d2 właśnie teraz nie jest dziełem przypadku. Metody sekwencjonowania DNA, czyli odczytywania genomu, z roku na rok są coraz tańsze i doskonalsze. Dzięki temu naukowcy mogli prześledzić na wielu próbach jakie geny powtarzały się w “faworyzowanych” genomach. Gdy dostrzegli potencjalny “samolubny gen” usunęli go z DNA myszy. Następnie znów przeanalizowali jak dziedziczone są chromosomy myszy. Tym razem dziedziczenie odpowiadało prawom które w roku 1866 sformułował Gregor Mendel. W ten sposób naukowcy wiedzieli, że trafili w dziesiątkę.


Źródła:
http://phys.org/news/2015-02-r2d2-mendel-scientists-selfish-gene.html
http://journals.plos.org/plosgenetics/article?id=10.1371/journal.pgen.1004950


9 komentarzy:

  1. Dobrze rozumiem, że chodzi tutaj o brak losowości przy dziedziczeniu danej kopii genu?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Powiedziałbym, że o zmianę rozkładu prawdopodobieństwa. Bo ten gen jest dziedziczony częściej a nie w 50%.

      Usuń
  2. Jedna uwaga, natury formalnej. Użyłeś określenia: "...odczytywania ciągu liter genetycznego kodu". Rozumiem popularnonaukowość, może jestem przewrażliwiony na tym punkcie, ale jest to błąd bardzo często pojawiający się w mediach, a przez to utrwalony wśród ludzi. Kod genetyczny to forma zapisu. Kod genetyczny człowieka jest dokładnie taki sam jak kod genetyczny chomika - określone tryplety kodują te same aminokwasy. Kodc genetyczny mieści się w jednej tabelce. Genom się różni. Genom, czyli treść. Sekwencjonować możemy poszczególne geny, lub jak to ostatnio jest modne (i wykonalne) - całe genomy (exomy, powiedzmy, ale już nie dzielmy włosa na czworo).

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Rozumiem, acz nie mam przekonania. Czy to nie byłby wtedy "alfabet genetycznego kodu"? W sensie, czy też uznałbyś za błąd jakbym binarny ciąg np. obrazka nazwał "kodem binarnym"? Bo tu też można powiedzieć, że jest tabelka, nagłówek a potem ciąg wartości RGB definiujących kolejne piksele według tych samych zasad, niezależnie czy to Mona Lisa czy śmieszny kotek.

      Nie upieram się przy swoim, drążę, z myślą o przyszłości :)

      Usuń
    2. Tabelka, taka o: http://biology.kenyon.edu/courses/biol114/Chap05/code.gif

      "Kod genetyczny" jest kluczem do rozszyfrowania zapisu. I jest niezależny od treści.

      Analogia z kodem binarnym jest niezła, muszę o tym pomyśleć. Wygląda na to, że terminologia w poszczególnych dziedzinach zaczyna nam się rozjeżdżać.

      Usuń
    3. W każdym razie postaram się pisać "genom" na przyszłość. :)

      Usuń
    4. A chyba właśnie prof. Bartnik w wywiadzie jakiś czas temu zamieszczonym zwracała na to uwagę :-P.

      Usuń
    5. Nie, prof. Bartnik denerwuje jak ktoś mówi o "genie na coś", bo większość cech definiowana jest przez więcej niż jeden gen oraz pewne geny regulują więcej niż jedną cechę.

      Usuń
    6. A jednak dobrze pamiętam :-P:

      ''Czy jest jakiś mit, czy krążące nieporozumienie tyczące się genetyki, które szczególnie Panią irytuje, które chciałaby Pani wyplenić?


      Jedna sprawa terminologiczna – co pewien czas ktoś ustala „kod genetyczny” czegoś tam – ale kod genetyczny to nie jest sekwencja DNA, tylko ta tabelka jaka trójka nukleotydów odpowiada za włączanie jakiego aminokwasu do białek.''

      Usuń