Стари ген, нови трик

Генетика
Можда никада нећемо сазнати како је зебра добила своје шаре, али знамо како је јазавичар стекао кратке ноге. Кратконоге пасмине – укључујући јазавичаре, велшке кратконоге и басете – мајушног су раста захваљујући додатној копији нормалног гена, показује ново истраживање.

„Запањујуће је видети генетску модификацију попут ове”, каже поводом новог истраживања, објављеног у часопису „Сајенс”, развојни генетичар Даглас Мортлок са Универзитета Вандербилт (САД). „То је ген који јазавичаре чини кратконогим.”

Као што свако ко је био у парку где шетају пси може потврдити, човекови најбољи пријатељи појављују се у великој разноликости облика и величина. У дотичном истраживању научници су се усредсредили на осам пасмина међу десетак познатих по одлици званој хрондродисплазија, која доводи до краћих ногу у односу на величину тела и закривљених и тежих костију него што је уобичајено.

Удвостручење код паса

Хајди Паркер (са сарадницима) из Националног института за истраживање људског генома упоредила је „наследне отиске” 95 кратконогих паса из осам пасмина с геномима 702 пса из 64 пасмине без ове одлике. Потом су у подробнијој анализи тачно одредили додатни одсечак ДНК на хромозому 18 код сваког пса из осам кратконогих пасмина, али ни код једног од 204 контролна које су проучавали.

Испоставило се да ово додатно подручје ДНК има низ готово истоветан другом гену важном за развиће удова, званом FGF4. Смештен на супротном крају хромозома 18 код паса, оригинални ген FGF4 удвостручио се у неком тренутку у псећој лози, стварајући нову копију на другим местима звану fgf4 ретроген.

У ретким случајевима, РНК гласник – молекули направљени од ДНК што преносе информацију до ћелијске машинерије која, потом, ствара беланчевине – може се поново вратити у ДНК. Ако се ова ДНК убаци назад у геном у ново суседство, а услови су одговарајући да постане активна, она постаје ретрогена.

„Проналажење ретрогена који је активан и у вези са одређеном одликом веома је ретко”, каже Хајди Паркер. „Верујемо да их има и да се то догађа, али још нису идентификовани. Можда ћемо их још пронаћи.”

Очитоодгајивачима

Већина делова ДНК који скакућу по геному није функционална, делимично јер се могу спустити на негостољубива места у геному. Али овај ретроген се приземљио на дивно место које му је омогућило да промени дужину псећих ногу. То је веома важно с обзиром на то да је први пут уочен очигледан морфолошки учинак ретрогена.

Део разлога зашто је поменути ретроген откривен налази се у томе што је доминантан алел (један од два или више могућих облика гена), а то значи да је само једна копија потребна да се особина, у овом случају хрондродиспазија, појави. „Много је лакше видети деловање врло ретких мутација ако су доминантне”, наглашава Даглас Мортлок, примећујући да би ова црта била очита одгајивачима паса. „Због тога су је људи вероватно сачували.”

Одгајање навелико избацује много генетичких варијација, али чак и пси без отмених родослова могу бити погођени. Ако џукела има кратке ноге, тешке кости и помало закривљене ноге, прилично вероватно да тај пас има ретроген.

Хајди Паркер је, такође, испитала ДНК вукова да би видела може ли сузити временско раздобље (оквир) у којем се ретроген fgf4 појавио. Ниједан од проверених није имао ретроген (што не изненађује, јер би се кратконоги курјаци истицали). Дотично удвајање гена се, вероватно, догодило пошто су пси постали домаће животиње, а пре одвајања раних паса у модерне пасмине, у временском оквиру од пре 15.000 до 300 година.

Даглас Мортлок се пита могу ли други гени, можда, допринети кратконогом фенотипу (скуп видљивих одлика). Даљи генетски огледи, попут стављања ретрогена у мишји геном и чекања да се види хоће ли потомак који настане развити кратке удове, били би од помоћи.