infa.lt

medpulse.ru

Žuvytė medaka. | Wikipedia.org

Japonų genetikai vadovaujami Minoru Tanaka iš Japonijos bendrosios biologijos Instituto Okazaki mieste padarė sensacingą atradimą.

Jiems žuvies DNR pavyko aptikti geną, veikiantį lytinių ląstelių struktūrą. Pakeitus to geno darbo pobūdį, jiems pavyko žuvies spermatozoidus paversti kiaušialąstėmis, ir atvirkščiai. Apie tai neseniai pranešė žurnalas „Science“.

Bandymai su Japonine medaka (Oryzias latipes)

Iš pradžių Tanaka ir jo kolegos stebėjo žuvytės-medakos (Oryzias latipes) lytinių ląstelių vystymąsi. Jų brendimo procese jie taip pat sekė įvairių genų aktyvumo lygį, stengdamiesi nustatyti, kokie iš jų veikia kiaušialąsčių ar spermatozoidų formavimosi mechanizmą. Taip mokslininkai „išskyrė“ fox13 geną – geno fox12, atsakingo už ikrų vystymąsi patelių organizme, kopiją.

Kaip paaiškėjo, jeigu fox13 yra aktyvioje būsenoje, tai gametos tampa ikrais, o jeigu jis „išjungtas“, tai spermatozoidais.
Šios teorijos patvirtinimui praktikoje tyrinėtojai tyčia pažeidė medakos patelės embrionų fox13 geną, o taip pat priverstinai jį „įjungė“ lytinėse ląstelėse, iš kurių turėjo išsiristi patinėliai.

Rezultatai pasirodė besą iš tikrųjų šokiruojantys. Kada medakos mailius išvydo iš pasaulį, patinėlių sėklidėse pradėjo formuotis kiaušialąstės, biologai jas išėmė iš žuvies kūno, kad patikrintų gyvybiškumą.

Realybė pranoko visus lūkesčius: kai „moteriški“ spermatozoidai prasiskverbė į kontrolinės grupės patelių kiaušides, šie į pasaulį išleido sveikus palikuonis. Savo ruožtu „vyriškos“ kiaušialąstės buvo sėkmingai kontrolinės grupės patinėlių apvaisintos ir tapo embrionais.

Tai paaiškina kai kurių rūšių gyvačių ir pjūklažuvės sugebėjimą savarankiškai apsivaisinti. Be to, medakos patelių įsčiose su pažeistu fox13 genu vis tiek buvo keletas kiaušialąsčių, kurios pasekoje buvo apvaisintos.

Gametų valdymas

„Mes žinojome, jog gametos gali virsti ir spermatozoidais, ir kiaušialąstėmis, tačiau niekas net neįsivaizdavo, jog šios ląstelės stuburinių gyvūnų organizme turi ypatingą geną-“jungiklį“, kuris nulemia jų likimą – tapti spermatozoidu arba kiaušialąste, – pakomentavo tyrimo grupės vadovas Minoru Tanaka. – Mūsų gauti rezultatai parodė, jog ląstelė geba savarankiškai praeiti visą šitą kelią. Tai labai svarbus ir netikėtas atradimas“.

Greičiausiai fox13 arba jo analogai egzistuoja ir kitų gyvų organizmų DNR. Jeigu pavyktų išmokti šiuos genus modifikuoti, tai galima panaudoti, sakykim, išsaugojant nykstančias gyvūnų rūšis.

Šiuo metu jas siūloma gelbėti iš kamieninių ląstelių išauginant lytines, kas gali sukelti daug mutacijų ir sukelti nenuspėjamas pasekmes. Jeigu paprasčiausiai atlikti manipuliacijas su fox13 genu, tai ši rizika gali sumažėti.

O žmonės? Juk kokios galimybės, regis, atveria galimybė valdyti geną, „perjungiantį“ lytines ląsteles? Žmonės galės turėti vaikų be partnerių, partnerių lytis nebeturės reikšmės palikuonių atsiradimui, ir t.t. ir pan. Tiesa, neaišku, kaip tą reikėtų vertinti bendros etikos požiūriu…

Kur nuves mutacijos?

Tuo tarpu, biologai rimtai nerimauja dėl mutacijų, kurių žemės organizmų DNR kaupiasi vis daugiau ir daugiau. Neseniai „Proceedings of the National Academy of Sciences“ žurnale buvo paskelbti amerikiečių biologų tyrimo grupės rezultatai. Džošua Plotkinas (Joshua Plotkin) ir jo kolegos iš Pensilvanijos valstijos universiteto pabandė sumodeliuoti baltymo argT mutacijas, kurios per 10 milijonų metų evoliucijos turi paprasčiausią struktūrą. Į baltymą įvesdavo atsitiktines mutacijas, išskyrus tas, kurios galėjo paveikti jo stabilumui.

Paaiškėjo, jog mutacijos daugiausiai priklauso viena nuo kitos: kai kurios, vėliausios, galėjo suardyti baltymą, jeigu efekto poveikio nebūtų sušvelninusios ankstesnės. Be to, paaiškėjo, jog atjungti ankstesnių mutacijų negalima, nesuardžius baltymo.

Gaunasi, jog evoliucijos negalima pasukti atgal ir ji yra visiškai nesuspėjama. Vadinasi, neįmanoma prognozuoti, kokia bus žmonija net po šimto metų…

parengė: Edita Sabaitė