Zvětšit obrázek

Makak rhesus. Třetí místo v genomovém závodě primátů

Sekvenování genomů jede na plné obrátky. Přesto ještě není úplně pryč doba, kdy je osekvenování jednoho jediného kompletního genomu událostí zásadního významu.
Molekulární laboratoře sdružené v Rhesus Macaque Genome Sequence and Analysis Consortium a podporované americkými institucemi National Human Genome Research Institute a National Institutes of Health (NIH), nedávno kompletně osekvenovaly genom makaka rhesuse (Macaca mulatta). Jde teprve o třetí kompletní genom primáta a vůbec o první genom opice z vývojové linie opic Starého světa. Pochopitelně to není náhodná volba, tahle asijská opička je jedním z nejlépe prostudovaných primátů.

Zvětšit obrázek

Virová částice SIV ve scanovacím elektronovém mikroskropu.

Badatelé tak získali velmi cenný zdroj informací. Genom makaka je od teď možné využít jako pevný bod při srovnávání genomů dalších dvou kompletně osekvenovaných primátů, šimpanze (Pan troglodytes) a člověka (Homo sapiens). Až dosud jsme totiž mohli pouze konstatovat, že se šimpanz a člověk v určitém genu liší, popřípadě neliší. Teď bude vidět, čí stav je ten původní a kdo se změnil. Všechny ty řeči o tom, co je typicky lidské, konečně dostanou nějaký smysl.

V molekulární biologie jde všechno příšerně rychle a tak je už venku práce, která dělá právě tohle a porovnává genomy makaka, šimpanze a člověka. Evoluční genetik Jianzhi Zhang z University of Michigan v Ann Arbor se svými kolegy porovnal sekvence 13 888 genů tří zmíněných primátů. Zaměřili se na ty geny, které byly vystaveny tlaku přírodního výběru. Pozná se to na nich tak, že oproti jiným genům obsahují vyšší procento těch mutací, které mění charakter výsledného proteinu.

Výsledky přesvědčivě potvrdily podezření části badatelů, totiž že přes naše silácké řeči ve skutečnosti prošli intenzivnější evolucí šimpanzi. Ukázalo se, že od chvíle, kdy se rozešly evoluční cesty šimpanzů a lidí, což bylo před 5 až 6 milióny let, působil přírodní výběr na 233 genů šimpanzích, a na pouhých 154 genů lidských. Tím pádem se nemá příliš smysl ptát, čím se lidé odlišují od šimpanzů, ale naopak čím se liší šimpanzi od lidí a ostatních opic, protože v mnoha ohledech to byli právě šimpanzi, kdo se měnil.

Zvětšit obrázek

93 procenta shodných genomů se nezapře.

Porovnání genomů makaka, šimpanze a člověka odhalilo i to, které geny se obecně mezi primáty nejvíce liší. Šlo o geny zúčastněné ve tvorbě ochlupení a v imunitních odpovědích, geny membránových proteinů a geny podílející se na splynutí vajíčka a spermie v okamžiku oplození. Krátce a stručně, primáti se nejvíc liší v sexu a v imunitě. Mnoho z těchto genů sedí v oblastech genomů, které prošly lokální duplikací. Právě tyto duplikace menšího rozsahu jsou podle všeho hlavním motorem evoluce primátů. Na druhou stranu, 93 procenta genomu mají makak, šimpanz a člověk úplně stejné.

Osekvenování genomu makaka je zásadní přelom v mnoha výzkumných programech. Makak rhesus je vzhledem k citlivosti na SIV (simian immunodeficiency virus) obecně vnímaný jako nejlepší modelové zvíře pro studium chovaní viru HIV. Je i zkušeným modelem při studiu jiných lidských infekčních onemocnění, dědičných poruch nebo například při vývoji vakcín. Nějaká data z genomu makaka široce využijí prakticky ve všech odvětvích medicínského výzkumu. Makaci z toho mají jistě upřímnou radost.

Pramen:  NIH/ National Human Genome Research Institute, PNAS online doi: 10.1073/pnas.0701705104.