Velkým překvapením skončil zajímavý experiment, v kterém vědci vedení Thomasem Lufkinem ze singapurského Genome Institute studovali úlohu tzv. homeobox genů Hmx. Mušky octomilky vlastní jen jednu verzi genu Hmx a ta jim zajišťuje správný rozvoj nervové soustavy. Savci, reprezentovaní v singapurských pokusech myší, mají dvě verze tohoto genu – Hmx2 a Hmx3. Ty se rovněž podílejí na tvorbě nervového systému, ale zároveň jim patří nezastupitelná role při vzniku vnitřního ucha.
Vědci nejprve narušili myším formování nervového systému mutací genů Hmx2 a Hmx3. Samozřejmě přitom utrpěla i stavba vnitřního ucha. Když pak myším podstrčili místo „nabouraných“ vlastních genů Hmx2 a Hmx3 gen drozofily Hmx, dočkali se kromě očekávaného vylepšení vývoje nervového systému i výrazné nápravy ve stavbě vnitřního ucha. Gen mouchy tedy zvládá v myši to, k čemu ho moucha nikdy nepotřebovala.
„Vůbec jsem nečekali, že by gen fungoval u myší tak dobře,“ přiznal Lufkin.
Experiment znovu podtrhl fakt, že během evoluce pozemské formy života rády využívají staré věci pro nové účely. My si obvykle představujeme získání nové vlastnosti jako důsledek mutace, tedy změny v genu, která pak vyvolá změnu kódované bílkoviny. A od nové bílkoviny k nové funkci těla už není v našich představách tak daleko. Lufkinův experiment nám však připomněl, že nové funkce může organismus získat i tak, že donutí své stávající geny k práci na pro něj dosud krajně neobvyklých místech.
V této souvislosti se nabízí připomínka urputné snahy, s jakou se snažíme srovnáváním genomu člověka a šimpanze odhalit, co z nás dělá lidi. Kde jsou ty geny, které lidem dovolují vynalézat kolo nebo žárovku, skládat hudbu k baletu Labutí jezero nebo napsat Krále Leara? Co chybí šimpanzům, že nic z našich skvělých kousků neovládají? Možná mají šimpanzi všechny (nebo aspoň většinu) „lidských“ genů dávno „na skladě“ – jen je nedokázali expedovat v zapnutém stavu do těch správných částí těla, především asi do mozku. 
Kde má uši? V genech!
Jak že je to v songu těchto pánů? „Neodkládej staré věci pro nové, možná mají paměť jako slonové…“ Evoluce se imperativem Svěrákova verše řídí dávno.
Existuje podezření, že Svěráka inspirovala k verši dosud nezveřejněná práce o homeoboxech významného českého evolučního biologa Járy Cimrmana, který se tvorbou ušatých much zabýval, když dlel na Konopišti jako vychovatel dětí následníka rakousko-uherského trůnu.
Pramen: Developmental Cell
Diskuze:
Mutace
Richard,2004-09-20 13:07:23
No, ale musí být nějaký další gen, který kóduje informaci, jak ten původní přimět k nové funkci. Tudíž tak jako tak někde došlo k mutaci, a ta je původní příčinou. Nebo to chápu špatně?
Jestli tomu správně rozumím,
Pavel Brož,2004-09-16 17:08:24
tak ten šarlatán Lysenko měl nakonec smůlu akorát v tom, že neměl dostatek času pro to, aby "vycvičil" geny pšenice k tomu, aby rostla za polárním kruhem :-))) Jinými slovy, extrémní změna vnějších podmínek může teoreticky vést k tomu, že tentýž genom vyprodukuje odlišnou funkcionalitu? Vzpomínám na slova tuším Antona Markoše, který polemizoval se základní premisou filmu Jurský park, když tvrdil, že dinosauří DNA podvržená do vejce pštrosa nepovede k vylíhnutí dinosaura, ale maximálně nějakého pokřiveného pštrosa. Jaký je dneska převažující názor třeba na tu myšlenku z toho Jurského parku - má se za to, že o podobě budoucího živočicha rozhodují spíše jeho geny, nebo spíše mateřské prostředí, v němž se s různou měrou exprimují?
Jo a ještě musím vyzkoušet ten nový checkbox
Pavel Brož,2004-09-16 17:11:19
na upozorňování na nové příspěvky, ten jsem prve přehlídl, tak to zaškrtnu teď :-)))
nejde o cvičení genů
Jarda Petr,2004-09-17 10:54:58
Fígl experimentu je v tom, že myš a octomilka mají velmi podobné geny. Zatímco moucha s jejich pomocí vytváří "jen" nervový systém, myš s jejich pomocí zvládá vytvořit ve svém těle jak nerovový systém, tak i vnitřní ucho. Dalo by se čekat, že myší gen je tedy "nějaký jiný", že v průběhu evoluce zmutoval tak, že nakonec dokázal vytvářet i to vnitřní ucho. Dávalo by to logiku a řada genů takhle novou funkci získává. Ale v tomto případě to bylo jinak. Myš svůj gen oproti mouše moc nezměnila, jen ho zapnula i někde jinde, než ho zapíná moucha. A vnitřní ucho bylo na světě. Bez genu - tedy jen působením vnějších podmínek by ale myši vnitřní ucho nenarostlo. Takže dnes se předpokládá, že jde o souhru genů a vnějších vlivů. Přitom vnější vlivy mohou do funkce genů zasahovat (přidávat jim plyn nebo jim šlapat na brzdu) asi razantněji, než jsme byli ještě nedávno ochotni připustit. A k pokusům s polární pšenicí. Kdyby měla pšenice geny, které jsou s to ji obrnit proti polárnímu klimatu a kdyby Lysenko dokázal tyhle geny probudit ve správných částech rostliny, pak by měl šanci uspět. Na tom všem je pro nás, kteří jsem se učili ve škole vlastně jen mendelovskou genetiku, nejděsivější to, že se tyhle změny v aktivitě genů do značné míry dědí. Z toho by měl jistě velkou radost Lamarck. Viz článek, který před časem vyšel na oslu a pojednává o genu aguti u myší.
To vím, že ten gen tam byl potřebný,
Pavel Brož,2004-09-17 16:14:28
tj. že to nešlo působením JENOM vnějších podmínek. Vzpomněl jsem si ale na svou hádku (a já se hrozně rád hádám, zejména o věci zásadně nikterak prakticky využitelné) se svým kamarádem, který je stejný kibic do biologie jako já, jenže na rozdíl ode mě má manželku bioložku. Já jsem tehdy tvrdil, že samotná genetická informace v DNA na určení výsledné podoby živočicha nestačí, že je nutná přítomnost rozsáhlé "továrny", která ten hrubý technický náčrtek, kterým podle mě DNA je, patřičně přečte a vyhodnotí. Málo platné, ale správná funkcionalita i mnohých dostatečně složitých průmyslových výrobků závisí do značné míry na té továrně - tak např. kosmická raketa ani počítačový procesor by v žádné továrně na počátku dvacátého století jednoduše udělat nešly, a to ani kdyby tehdy byl k dispozici naprosto detailně přesný plán toho, co se má vyrobit, protože by jednoduše nebyly k dispozici potřebné výrobní technologie. Stejně tak jakákoliv sofistikovaná informace ukrytá v DNA nutně přijde vniveč, pokud kolem neexistuje buněčná technologie, která tu informaci umí zpracovat. Můj kamarád naproti tomu razil tezi, že buněčná mašinérie je naprosto uniformní, a že tedy veškerá tíha toho, jak bude budoucí živočich vypadat, leží jenom na té DNA a na ničem jiném už ne.
To bylo někdy snad před sedmi - osmi lety, a mám takový dojem, že tehdy se mělo spíše za to, že je to tak, jak říkal ten můj kamarád. Ve Vašem článku zmíněný příklad s genem pro vnitřní ucho u octomilky mě tak moc potěšil právě proto, že si myslím, že dal v té dávné hádce za pravdu mě (teď na chvíli přestanu psát, protože se budu chvíli tetelit blahem - tak, už jsem se dotetelil :-))) Takže teď provedu tuto úvahu - budu rád, pokud mě při ní budete sledovat a případně mě opravíte (nebo mi ji případně odsouhlasíte, což mi udělá ještě větší radost :-)))
Takže předpokládejme, že příslušný gen octomilky je starší, než gen myši - přesněji řečeno, postačí nám mnohem korektnější předpoklad, že myš NENÍ předkem octomilky, tzn. že u jejích genů nemohlo dojít k tomu, že by si od svých dávných předků nesly kdysi využívanou informaci pro stavbu vnitřního ucha, kterou už octomilka z jakýchsi druhotných důvodů pouze nevyužila. Protože se tento "vývojově starší" gen (opět, místo toho "vývojově starší", se dá použít korektnější označení "gen, který není vývojově odvozen od genu myši") objevuje u živočichů, kteří nemají žádné vnitřní ucho (protože ho nikdy nepotřebovaly), tak neexistuje žádný důvod, proč by v tomto genu měla být dopředu ukryta specifická informace, která klíč ke stavbě tohoto vnitřního ucha obsahuje - gen existoval pravděpodobně dávno předtím, než bylo něco jako vnitřní ucho přírodou vůbec vynalezeno (každopádně neexistoval žádný selekční tlak, který by si vynucoval stavbu toho genu tak, aby uměl vnitřní ucho kódovat, protože žádné vnitřní ucho u těchto živočichů podle toho genu nebylo konstruováno). Pokud ale podle téhož genu to vnitřní ucho u jiných živočichů (jako např. myší), kteří nejsou předci těch much, konstruováno je, tak to pak znamená, že informaci o té konstrukci vnitřního ucha nenese ten gen, ale ta továrna kolem. Ten gen může být něco jako soupis základního materiálu - máte seznam toho, že budete potřebovat takové a makové šroubky, matky, ocelové plechy takových a takových tvarů, ty a ty nýty, šroubováky, klíče atd. - z tohoto seznamu ale nijak nevyplývá, jestli postavíte automobil nebo třeba motorový člun. To co z toho postavíte, záleží na té továrně, která má vtištěné nějaké výrobní postupy, co s tím či oním šroubkem, plechem atd. má udělat, v jakém ho má brát množství, atd.. Takže gen mouchy byl jenom návodem na to, jaké bílkoviny coby ty šroubky, matky, atd. se z něj mohly vyrábět, a ten zbytek těla byl tou továrnou, která rozhodla, že ty a ty bílkoviny se budou vyrábět v tom a tom množství, a že jiné se naopak nebudou vyrábět vůbec. Informace o tom, že se má v myši na rozdíl od mouchy podle téhož genu postavit vnitřní ucho, potom vůbec není uložena v tomto genu - je naopak roztroušena do desítek, možná stovek jiných genů, které spoluurčují to, jak ta továrna zpracovávající mj. i ten "gen pro vnitřní ucho" bude pracovat. A tedy pravdu bude mít nejspíše i pan Anton Markoš se svým tvrzením, že dinosauří DNA podvržená do vejce pštrosa nepovede (v nepravděpodobném případě úspěchu) k vylíhnutí dinosaura, ale spíše nějakého zdeformovaného pštrosa - je to tak?
mám obavu, že není
Jarda Petr,2004-09-19 04:16:43
Správně uvádíte, že to, jestli a kde bude gen aktivní zavisí na tom, co všechno je v dědičné infromaci uloženo. To znamená, že (velmi zjednodušeně řečeno) dinosauří DNA v soubě nese instrukce pro dinosauří souhru genů a dinosauří organizaci těla a pštrosí vejce, které by ji přijalo (a pštrosí DNA by neobsahovalo), by do toho "mohlo kecat" jen maličko. Nechci polemizovat s doktorem Markošem, k tomu se skutečně necítím kompetentní (a navíc diskutovat takto silně zprostředkovaně). Ale poslužme si příkladem tzv. mezidruhového klonování savců, kde je jádro tělní buňky třeba divokého tura gaura vneseno do vajíčka jiného druhu (domácího skotu) zbaveného vlastní jaderné dědičné informace. To, co se narodí, je gaur a nikoli skot. A to dokonce navzdory tomu, že se embryo vyvíjí v těle domácí stračeny. Zajímavé je, že gaur má delší březost a plod klonu gaura si do toho od stračeny "nenechá kecat" a přijde na svět, až když nastane JEHO čas a nikoli podle "graviditních hodin" jeho nevlastní matky. Samozřejmě, že vnější prostředí (tedy i prostředí kravské dělohy) ovlivní to, jak se bude plod vyvíjet. Ale není s to "pokravit" gaura. Jinak vliv dělohy je označován jako tzv, matroklinní efekt a byl jasně demonstrován Hammondem při slavných pokusech s přenosem embryí koní. Když přenesete embryo obřího koně plemene shire do dělohy klisně shetlandského ponnyho, tak se narodí hříbě menší, než je běžné hříbě shirea. A naopak, po přenosu embrya ponnyho klisně shire se narodí hříbě větší, než je běžné hříbě ponnyho. Ale znaky plemene, např. barva srsti, tvar těla atd. zůstávají poplatné dědičné informaci embrya a nikoli vlivům dělohy matky. Klonovat dinosaury v současné době ani v nejbližší budoucnosti nelze. Ale pokud bych si měl já vsadit, tak spíš na Michaela Crichtona než na Markoše.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
