Vi ste zapeli sa svojim starim genomom no koralj nisu
Neki koralji dožive stotine, pa čak i tisuće godina. Rođeni su s genima koji su bili uspješni u generaciji njihovih roditelja, pa kako ti stari koralji mogu biti uspješni i sada? Pogotovo u promjenjivoj klimi? Moguće je da stvaranje i filtriranje mutacija koje se javljaju u različitim dijelovima velikog koralja djeluju kao poligon za provjeru adaptivne genetike za budućnost. Nova studija sa Stanforda, Hopkins Marine Station i Kalifornijske akademije znanosti pokazuje nov način na koji bi neke vrlo drevne životinje mogle preživjeti.
Dobili ste cijeli niz gena - dobrih ili loših - od svojih roditelja, i to su jedini geni koje ćete imati cijeli život. Ti geni su također jedini koje ćete prenijeti svojoj djeci. Naravno, postoji nekoliko iznimaka - poput mutacija koje se događaju u spermi ili jajnim stanicama koje možete prenijeti sljedećoj generaciji. Sve veći zbor tehnologija spreman je promijeniti štetne mutacije u ljudskim genima koje otežavaju život, kao što je nedavni uspjeh u mijenjanju gena u stanicama pluća koji uzrokuju cističnu fibrozu.
Gotovo svaka životinja mora preživjeti sa skupom gena koji ostaje gotovo nepromijenjen tijekom njihova života, ali nedavna studija o tropskim grebenima koji grade koralje pokazuje nešto drugačije. Ove vrlo dugovječne životinje neprestano mijenjaju i testiraju svoje gene. Neke od tih promjena ulaze u sljedeću generaciju. Na taj bi način stoljećima star koralj mogao biti kotao genetske inovacije i mogao bi ih pripremiti za klimatske promjene.
Novi podaci dolaze od dr.sc. rad Elore López-Nandam i njezinih kolega u laboratoriju Stevea Palumbija na pomorskoj postaji Hopkins na Sveučilištu Stanford.
Uz pomoć Chan Zuckerberg BioHuba, López-Nandam je vrlo pažljivo promatrala genome koralja uzimajući uzorke iz različitih grana ovih životinja sličnih drveću. Pune sekvence genoma pokazale su stotine mjesta u svakoj pojedinačnoj grani gdje je DNK malo drugačija, a iste razlike predstavljaju lokalizirane mutacije u tim granama.
Zatim su Elora i suradnica Rebecca Albright upotrijebile novi pogon na Kalifornijskoj akademiji znanosti da izrode te iste koralje i pogledaju koje su mutacije prešle na gamete. Na njihovo veliko iznenađenje, budući da se to kod ljudi ne događa na takav način, kao i kod većine životinja, mnoge od mutacija u normalnim tkivima koralja prenesene su na gamete. To znači da mutacije koje se dogode tijekom rasta koralja mogu potom preći na potomstvo u sljedećoj generaciji.
No prenošenje mutacija na vaše potomke može ih opteretiti potencijalno lošim genima. To je razlog zašto većina životinja ne prenosi mutacije koje se javljaju u njihovim normalnim tkivima poput kože. Studija López-Nandam pokazuje da koralji smanjuju ovaj problem filtriranjem mutacija prije nego što se predaju sljedećoj generaciji.
Ispitujući gdje se koja mutacija pojavljuje u genomu, autori su mogli pronaći promjene koje mijenjaju sekvencu proteina i one koje to ne rade. Nasumične mutacije mijenjaju proteinske gene dobro poznatim brzinama, a te su mutacije često štetne, one koje uzrokuju genetske bolesti. Studija López-Nandam otkrila je da su mutacije koje su dovele do sljedeće generacije koralja imale mnogo manje promjena proteina. To znači da su koralji nekako filtrirali najvjerojatnije štetne mutacije i prenosili promjene koje nisu štetile stanicama koralja ili koje su im potencijalno koristile.
Sve u svemu, ova se studija slaže s prethodnim studijama koje su otkrile da su mutacije u tkivima velikih, dugovječnih koralja evolucijsko važne. Ove mutacije mogu doprinijeti genetskoj raznolikosti populacija koralja i povećati njihovu sposobnost prilagodbe novim uvjetima. Kod većine životinja ovaj se proces također događa kada potomci naslijede nove mutacije koje se događaju u jajašcima i spermi njihovih roditelja, ali za to su potrebne mnoge generacije.
Studija López-Nandam ide korak dalje i pokazuje da se ovaj adaptivni proces može dogoditi unutar jedne kolonije koralja u jednoj generaciji, pri čemu se mutacije filtriraju kako bi se uklonile štetne, potencijalno stvarajući zakrpe koralja s novim adaptivnim alelima... možda čak nove mutacije koje mogu pomoći u suzbijanju nekih stresova toplinskih valova izazvanih klimom.
Izvor: Phys