A fegyverkezési verseny nem csak a versengő országokra jellemző, hanem a génekre és a fajokra is, amelyek evolúciós előnyökre hajtanak. Ez az evolúciós nyomás kényszeríthette a humán genomot (=génállomány), hogy ilyen hihetetlen szintű komplexitást érjen el. Részben az ugráló gének és az ezeket szabályozó gének által. Sofie Salama, a Santa Cruzban található Californiai Egyetem kutatója publikált erről cikket a Nature-ben.
A tudósok szerint az ősi vírusok megszerezték azt a képességet, hogy állati DNS-be tudtak beilleszkedni, hogy replikálódni (másolódni) tudjanak. Az emberi genomban megmaradt ilyen génszakaszokat hívjuk retrotranszpozonoknak, amelyeket „ugráló géneknek” is neveznek, mivel tulajdonságuk, hogy áthelyeződhetnek a genomban. A génállományunk akár 50%-a lehet áthelyezhető elem (transzpozon), ennek jórésze virális eredetű retrotranszpozon. Bár a génállományunk két százaléka kódol csak fehérjéket, ha egy retrotranszopozon pont ilyen szakaszra helyeződik rá, az problémás lehet.
A genetikai mutációk azonban nem mindig rosszak. Sokszor a mutáció „semleges”, és nem is igazán érint semmit. Néha előnyös is lehet (gondoljunk csak az X-Men-re, de inkább valami realisztikusabbra, mint a fokozatosan élesedő látásra). Természetesen, ilyen áthelyeződések a génállományban akár potenciálisan halálos betegséget is okozhatnak. Ez elleni védekezésként a természet olyan géneket fejlesztett ki, amelyek gátolják a transzpozon elemek aktivitását. Salama kutatócsoportja már célzott rá, hogy a retrotranszpozonokat szabályozó gének más funkciókat is felvettek.
A csoport elemezte a retrotranszpozon elemek és a KRAB cink-újj (KZNF) fehérjecsalád közötti kapcsolatot. Ez utóbbiak szabályozzák a transzpozonok genetikai kifejeződését és megelőzik az áthelyeződésüket. A KZNF család több mint 400 génjéből durván 170 jelent meg azután, hogy a főemlősök elváltak más emlősöktől. Ha a KZNF működik, a DNS-hez kötődik és megakadályozza a retrotranszpozonok replikációját és mozgását. Ráadásul nem csak akadályozza ezeket a géneket a mozgásban, hanem a mellettük lévőket is gátolja.
„Voltak eredményes retrotranszpozon aktivitási hullámok a főemlősök evolúciójában, amikor a transzpozon elemek megváltoztak, hogy kifejeződhessenek és replikálhassák magukat a genomon keresztük, amíg valami fel nem borult,” – mondja Salama sajtóközleményében. „Felfedeztük a legfőbb mechanizmust, amellyel a genom kiiktathatja ezeket a mobilis DNS elemeket.”
Azért, hogy kiiktassák annak lehetőségét, hogy a 170 főemlős KZNF gén zavarja a tanulmányt, a kutatók egy humán kromoszómát ültettek egérbe. Bár két KZNF protein elég jó munkát végzett a transzpozon elemek elnémításában, volt olyan retrotranszpozon altípus, amely képes volt ezt elkerülni. Amikor ezt az alcsoportot olyan egérbe ültették, amelyben ezek a fehérjék nem voltak jelen, azt látták, hogy ez a génszakasz elég hajlamos volt áthelyeződésre. A transzpozon elemek és a regulátor gének állandó csatában álltak, hogy kiüssék egymást.
„A molekuláris evolúció rajongói számára ez csak hab a tortán, mivel ezt csak azt demonstrálja, hogy ez egy soha véget nem érő verseny,” – magyarázza Salama. „A KRAB cink-újj fehérjék olyan ritka osztályba tartozó fehérjék, amelyek gyorsan terjeszkednek és kibontakoznak az emlős genomban, amely azért jelentős, mert a transzpozonok folyamatosan afelé fejlődnek, hogy elkerüljék ezt a gátló hatást.”
Forrás: IFLScience