Sciencemag.cz
Doporučujeme
Technicky jde o záměnu adeninu (adenosinu) za inosin, co z toho ale vyplývá pro hlavonožce nebo obecné chápání evoluce? Těžko říct.
Přenos informace v rámci pozemského života obecně funguje směrem DNA-RNA-protein. Eukaryotické organismy mají k dispozici i tzv. alternativní sestřih, kdy se na úrovni RNA mohou geny číst různým způsobem, tj. nakonec kódovat různé proteiny (bez toho by takový zásah byl k ničemu). Tím ale variabilita při přenosu původní informace z DNA zdaleka nekončí.
Na úrovni RNA lze měnit přímo i samotnou kódovanou bázi – a tím opět i finální protein, ještě bezprostředněji než u alternativního sestřihu. Právě tohle provádějí hlavonožci, a to ve velké míře, když zaměňují adenin za inosin. Celý mechanismus nyní podrobně popsali vědci z Tel Aviv University a dalších institucí, studie byla publikována v Cell (hlavní autoři Noa Liscovitch-Brauer a Eli Eisenberg).
Podobné triky se vyskytují i u člověka, ale jen v případě velmi málo genů, spíše na úrovni poznámky pod čarou. U chobotnic se takové „dodatečné ad hoc“ zásahy naopak týkají až poloviny genů/molekul transferové RNA. Podobně se snad chovají např. i některé bazálnější skupiny organismů („prvoci“), u takto komplexních mnohobuněčných ale takové mechanismy jsou podle všeho ojedinělé.
Na druhé straně se ale asi nedá říct (i když se to píše i v textu na Phys.org), že uvedený mechanismus narušuje centrální dogma molekulární biologie/genetiky. Nejde o žádný lamarckismus, protože hrátky s inosinem se zpětně nepropíší do DNA. Ovšemže nakonec organismus tvoří proteiny, z nichž značná část není (přímo a zcela) kódována v genomu. Ovšemže to všechno umožňují i enzymy, které v genomu kódovány jsou. Pomineme-li, zda jde o boření nějakých ústředních pravidel, nakolik je popsaný objev jinak významný? To se asi teprve musí zjistit. Hlavonožci jsou (minimálně na bezobratlé) nezvykle inteligentní, editování RNA probíhá zvlášť intenzivně prý právě v neuronech, i když podle dosavadních znalostí je cílem příslušných úprav třeba přizpůsobení se okamžitým změnám teploty mořské vody, nikoliv ladit nějaké složité sociální chování.
Samozřejmě všichni spekulují, zda podobná výstřednost nemůže nějak souviset s evolucí hlavonožců obecně, nejen s jejich inteligencí. Editování RNA v této podobě bylo nyní zaznamenáno u olihní, sépií a chobotnic, tedy moderních hlavonožců s redukovanou schránkou – u loděnek nikoliv. Z toho lze odhadovat, kdy se příslušný mechanismus mohl objevit (i když samozřejmě mohl i u loděnek druhotně zaniknout, ale spíše předpokládáme, že loděnka je něco jako živá fosílie; a poslední společný předek olihní a chobotnic žil asi někdy v druhohorách). Nicméně ještě lákavější je samozřejmě pustit se do úvah, proč zrovna u této skupiny, a jak to pak ovlivňuje celou evoluci hlavonožců. Pro kontrolu byl do studie zahrnut i další mořský měkkýš patřící do skupiny Anaspidea (krytožábří, sea hare), ten příslušná kouzla neovládá.
Původní interpretace autorů zní, že se tím vším evoluce (překvapivě?) zpomaluje; protože k dispozici je vedle sebe několik možností, nebude docházet k tak intenzivní selekci. Ani dokonalé přizpůsobení na základě úprav RNA se pak nepromítne do DNA. Navíc místo, kde lze provádět podobné triky, je dost speciální, a mutace zrovna v tomto bodě by celý mechanismus rozbila. Když už si hlavonožci jednou zvyknou na možnost modifikace, zrovna tento mechanismus raději nemodifikovat. Tudíž samotná evoluce genomu se tím prý radikálně omezuje. Navíc editování RNA může prý probíhat jen za předpokladu, že jsou zachovány i rozsáhlé úseky RNA kolem. Ani zde tedy není příliš místa pro mutace, prostě flexibilita v editaci má prý málem vylučovat flexibilitu na úrovni samotného genomu.
Na druhé straně ale tímto způsobem může přežít i mutace, která je v prvním kroku nevýhodná a lze pak počkat na druhou, už celkově výhodnou. Vlastně se tak snáze překonají minima v adaptivní krajině, což by evoluci mohlo urychlovat.
Nezbývá než si počkat na další data (nevíme, zda podobné editování RNA přece jen nefunguje i jiných skupin; jakých proteinů se tyto modifikace týkají? nebo hraje klíčovou roli, kde se proteiny vytvářejí, viz ony zmíněné neurony?) stejně jako na to, jak budou vypadat diskuse teoretiků, všechny následné modely a simulace. Autoři výzkumu soudí, že mechanismus se nevyskytuje častěji, protože cena za to je příliš vysoká – zamrzají značné kusy genomu – ale kdoví.
Zdroj: Phys.org a další
