Stari gen, novi trik

Genetika
Možda nikada nećemo saznati kako je zebra dobila svoje šare, ali znamo kako je jazavičar stekao kratke noge. Kratkonoge pasmine – uključujući jazavičare, velške kratkonoge i basete – majušnog su rasta zahvaljujući dodatnoj kopiji normalnog gena, pokazuje novo istraživanje.

„Zapanjujuće je videti genetsku modifikaciju poput ove”, kaže povodom novog istraživanja, objavljenog u časopisu „Sajens”, razvojni genetičar Daglas Mortlok sa Univerziteta Vanderbilt (SAD). „To je gen koji jazavičare čini kratkonogim.”

Kao što svako ko je bio u parku gde šetaju psi može potvrditi, čovekovi najbolji prijatelji pojavljuju se u velikoj raznolikosti oblika i veličina. U dotičnom istraživanju naučnici su se usredsredili na osam pasmina među desetak poznatih po odlici zvanoj hrondrodisplazija, koja dovodi do kraćih nogu u odnosu na veličinu tela i zakrivljenih i težih kostiju nego što je uobičajeno.

Udvostručenje kod pasa

Hajdi Parker (sa saradnicima) iz Nacionalnog instituta za istraživanje ljudskog genoma uporedila je „nasledne otiske” 95 kratkonogih pasa iz osam pasmina s genomima 702 psa iz 64 pasmine bez ove odlike. Potom su u podrobnijoj analizi tačno odredili dodatni odsečak DNK na hromozomu 18 kod svakog psa iz osam kratkonogih pasmina, ali ni kod jednog od 204 kontrolna koje su proučavali.

Ispostavilo se da ovo dodatno područje DNK ima niz gotovo istovetan drugom genu važnom za razviće udova, zvanom FGF4. Smešten na suprotnom kraju hromozoma 18 kod pasa, originalni gen FGF4 udvostručio se u nekom trenutku u psećoj lozi, stvarajući novu kopiju na drugim mestima zvanu fgf4 retrogen.

U retkim slučajevima, RNK glasnik – molekuli napravljeni od DNK što prenose informaciju do ćelijske mašinerije koja, potom, stvara belančevine – može se ponovo vratiti u DNK. Ako se ova DNK ubaci nazad u genom u novo susedstvo, a uslovi su odgovarajući da postane aktivna, ona postaje retrogena.

„Pronalaženje retrogena koji je aktivan i u vezi sa određenom odlikom veoma je retko”, kaže Hajdi Parker. „Verujemo da ih ima i da se to događa, ali još nisu identifikovani. Možda ćemo ih još pronaći.”

Očitoodgajivačima

Većina delova DNK koji skakuću po genomu nije funkcionalna, delimično jer se mogu spustiti na negostoljubiva mesta u genomu. Ali ovaj retrogen se prizemljio na divno mesto koje mu je omogućilo da promeni dužinu psećih nogu. To je veoma važno s obzirom na to da je prvi put uočen očigledan morfološki učinak retrogena.

Deo razloga zašto je pomenuti retrogen otkriven nalazi se u tome što je dominantan alel (jedan od dva ili više mogućih oblika gena), a to znači da je samo jedna kopija potrebna da se osobina, u ovom slučaju hrondrodispazija, pojavi. „Mnogo je lakše videti delovanje vrlo retkih mutacija ako su dominantne”, naglašava Daglas Mortlok, primećujući da bi ova crta bila očita odgajivačima pasa. „Zbog toga su je ljudi verovatno sačuvali.”

Odgajanje naveliko izbacuje mnogo genetičkih varijacija, ali čak i psi bez otmenih rodoslova mogu biti pogođeni. Ako džukela ima kratke noge, teške kosti i pomalo zakrivljene noge, prilično verovatno da taj pas ima retrogen.

Hajdi Parker je, takođe, ispitala DNK vukova da bi videla može li suziti vremensko razdoblje (okvir) u kojem se retrogen fgf4 pojavio. Nijedan od proverenih nije imao retrogen (što ne iznenađuje, jer bi se kratkonogi kurjaci isticali). Dotično udvajanje gena se, verovatno, dogodilo pošto su psi postali domaće životinje, a pre odvajanja ranih pasa u moderne pasmine, u vremenskom okviru od pre 15.000 do 300 godina.

Daglas Mortlok se pita mogu li drugi geni, možda, doprineti kratkonogom fenotipu (skup vidljivih odlika). Dalji genetski ogledi, poput stavljanja retrogena u mišji genom i čekanja da se vidi hoće li potomak koji nastane razviti kratke udove, bili bi od pomoći.