tg-cbmass-20121025

Ahogy saját egyedi vonásainkat csak úgy láthatjuk igazán, ha valaki máshoz hasonlítjuk magunkat, ugyanúgy saját családunk különleges jellemzőire is csak akkor döbbenünk rá, ha egy másik családdal összevethetjük őket. És nincs ez nagyon másképp akkor sem, ha a fizikai jellemvonások helyett a genetikai állományok (genomok) képezik vizsgálódásunk tárgyát. Ahogy a csimpánz genom is sokat lendített azon, hogy elkezdjük megérteni (genetikailag) mitől vagyunk emberek, a frissen elkészült első erszényes-genom arról tud információt adni, hogy mi teszi bővebb "családunkat", a méhlepényes emlősöket különlegessé.

Bár erszényesekről elsősorban Ausztrália, kenguruk és koalák jutnak az ember eszébe, jelen esetben az új genom gazdája egy dél-amerikai szürke rövidfarkú oposszum (Monodelphis domestica), egy egérszerű faj nősténye. Különlegessége, hogy erszényes létére, nincs konkréta erszénye, így az emlőin lógó fejlődő kisoposszumok (az erszényeseknél nagyon rövid a méhben zajló fejlődési periódus, az embriók kimásznak és az emlőn csüggve fejlődnek tovább) eléggé kitettek a külvilág szeszélyeinek. De persze nem ezért lettek igazán érdekesek a molekuláris biológusok számára, hanem sokkal inkább azért, mert rendkívül hasznosak az immunológiai, fejlődésbiológiai és idegkutatások számára (pl. az újszülött oposszumok képesek teljesen regenerálni a gerincvelőjüket, miután azt átvágják - ezzel egészen egyediek az emlősök között).

Az opsszum genom 3,457 megabázis (Mb), azaz nagyobb, mint sok korábban megszekvenált (méhlepényes) emlős genom (az emberi genom például 2,880 Mb), de a nagyobb genom-méret nem takar több gént: azok száma éppen úgy 18-20,000 közt van, mint az ember esetében. A gének 82%-ának egy az egyben meglelhető az emberi megfelelője; a legtöbb különbség (az oposszum oldalán) az immunrendszerhez kapcsolódik, illetve a látásban, szaglásban szerepet játszó fehérjéket és méreg-lebontó enzimeket kódoló génekben található. Ám, ha a gének fehérjekódoló régióiban nincs is sok különbség a méhlepényesek és erszényesek között, a jelek szerint annál több van a nem kódoló, hanem feltehetően szabályozó funkciót betöltő részeken (ezek Conserved Noncoding Element - CNE néven futnak).

A méhlepényes genom sokkal több ilyen CNE elemet tartalmaz, amelyek többsége nagyon fontos fejlődésszabályozó fehérjéket kódoló DNS régiók mellett található. Ez indirekt módon a evolúcióbiológusok mai vesszőparipáját látszik igazolni (amit egyébként én is osztok): az legtöbb változás nem is annyira a fehérjékhez, hanem inkább azok működésének szabályozásához kapcsolható). A genomok összehasonlítása egyébként arról is árulkodik, hogy miképpen keletkeztek ezek a CNE-k: nagyon sok transzpozonokból, magyarán ugrálógénekből keletkezett. A transzpozonok szerepe a genomevolúcióban eddig is ismert volt, így az eredmény nem váratlan, de ismételten hitelt ad azoknak a magyarázatoknak, hogy a gerinces genomok azért "tűrik" meg jól az ilyen genetikai parazitákat, mert aktivitásuk ritkán ugyan, de lehet kifejezetten hasznos is.     

Ha pedig már transzpozonok: az opsszum genom nagysága is nekik köszönhető, mivel ezek a kis erszényesek sokkal több ilyen elemet hordoznak, mint a legtöbb magzatburkos gerinces: genomjuk több mint fele ilyenekből áll (hogy ezek mennyi CNE-t hoztak létre, az jogos kérdés, de amíg nem ismerünk más erzényes genomokat, addig nem tudjuk megválaszolni). Az erszényes genom másik érdekessége, hogy nagysága ellenére sokkal kevesebb kromoszómába tömörödik, mint más emlősgenomok, mindössze kilenc párba (szemben az ember 23-, a kutya 39- vagy az egér 20 párjával).

Az autoszómák (nemmeghatározásban szerepet nem játszó kromoszómák) mérete többszöröse a méhlepényesekének, ellenben az X kromoszómája csak feleakkora, mint a miénk. Ennek az is az oka, hogy a méhlepényesek X kromoszómája az erszényesektől való szétválás során "felszedett" autoszómális darabokat is: ezek alkotják ma az emberi női nemi kromoszómák pszeudoautoszomális régióját, a XAR-t. Ezzel együtt az opsszum X kromoszómából hiányzik egy jellegzetes régió az ún. XIST, amelynek fontos szerepe van a méhlepényes X kromoszómák random inkativációjában. (Ne feledjük, hogy a férfiak egy X, a nők pedig két X kromoszómát hordoznak, de utóbbiakban az egyik - véletlenszerűen dől el, hogy melyik - a fejlődés adott szakaszában kikapcsol, így ugyanannyi lesz mind a női, mind a férfi sejtekben az X kromoszómán levő gének termékeiből: ezt a jelenségett nevezzük dóziskompenzációnak.) A kis erszényesek sokkal egyszerőbben oldják meg: mindig az apai X kromoszóma kapcsol ki (ennek persze az a hátránya, hogy ha épp anyutól egy gén hibás variánsát örökli a kis opsszum, aputól meg a jó gént, akkor hiába van utóbbi jelen, nem tud sem osztani, sem szorozni).

Nagyvonalakban ennyi lenne, de izgatottan várjuk a kacsacsőrű genomot, ami révén azt érthetjük majd meg jobban, hogy mi az ami bennünk és az erszényesekben közösen különleges.