Nancy Craig.
Kredit: Johns Hopkins Med.
Ačkoliv je to na první pohled hodně zvláštní, významnou část našeho genomu tvoří transpozony, pohyblivé kousky DNA. Kdysi dávno se nějakým způsobem dostaly do naší evoluční linie a od té chvíle vězí v našich genech. Nejsme v tomto směru žádnou výjimkou, skákající elementy DNA najdeme takřka v komkoliv, od hemžících se bakterií až po rozvážné savce. V zásadě existují ve dvou velkých skupinách. Retrotranspozony se přesouvají pomocí transkripce do RNA a následné reverzní transkripce do DNA. Jsou až nebezpečně podobné retrovirům a fungují vlastně jako oblíbený mechanismus mnoha počítačových programů „copy & paste“, tedy zkopíruj a bez okolků vlož. V savčích genomech je retrotranspozonů víc a jsou rozhodně aktivnější. V tom lidském představují až 45 procent veškeré DNA.
DNA transpozony oproti tomu obvykle fungují vy stylu počítačové funkce „cut & paste“, čili vystřihni a vlož. Při svém přesunu nijak nevyužívají RNA a také není nutné, aby se replikovaly. Prostě se na jednom místě vystřihnou a na druhém zase vloží. DNA transpozony jsou obvykle v genomu savců úplně neaktivní a jen se nechávají unášet historií. Nancy Craig z Johns Hopkins University School of Medicine a její tým zkoumali známý DNA traspozon piggyBac ze superrodiny Tc1/mariner, což je aktivní „cut & paste“ sekvence u hmyzu. Během výzkumu mimo jiné prohledávali genomy různých organismů a hledali v nich sekvence podobné piggyBac.
Craigová a spol. je shodou okolností našli i v běžných severoamerických netopýrech hnědavých (Myotis lucifugus, anglicky Little brown bat). Badatele ihned zaujalo, že sekvence, úžasně pojmenované piggyBat, neobsahují mutace, které by je vyřadily z provozu. Jinými slovy, sekvence piggyBat jsou podle všeho v netopýrech aktivní. Potvrdil to i následující objev dalších, téměř identických kopií piggyBat, které jsou roztroušené po netopýřím genomu a očividně jen po krátkou dobu.
Vše nasvědčuje tomu, že piggyBat je stále ještě aktivním DNA elementem, který poměrně nedávno vstoupil do netopýrů a teď se pohybuje a také množí uvnitř buněk netopýrů. Je to vlastně vůbec první aktivní DNA transpozon známý ze savců. Zdá se, že netopýři, kteří jsou také velmi náchylní k rozličným virovým infekcím, někdy během své evoluce přišli o kvalitní protivirovou obranu. Pokud to tak skutečně bylo, tak teď toho sekvence piggyBat zdatně využívají. Že se mají čile k světu dokládají i experimenty s fungováním piggyBat v kultuře lidských buněk a také v oblíbených kvasinkách. Díky objevu týmu Craigové se nám naskytla unikátní možnost prozkoumat fungování aktivních DNA transpozonů a sledovat práci obranných mechanismů hostitele.
Transpozony obvykle vnímáme jako sobecké vandaly, kteří se pohybují v genomech jako slon v porcelánu a občas skočí na opravdu nevhodné místo. K fatální katastrofě pak není příliš daleko. Savci se tomu obvykle brání a během spousty milionů let společné historii si vytvořili celou řadu nástrojů imunity, které jim pomáhají držet transpozony v rozumných mezích. Někteří odborníci je také vnímají jako miniaturní alchymisty, kteří promyšleně míchají genomem a usilovně tím pracují na evolučních novinkách. Ve skutečnosti jsou asi oba pohledy poněkud extrémní a transpozony někdy uškodí a jindy zase mohou popohnat historii příslušné evoluční linie. Život nebývá černobílý ani na molekulární úrovni.
Prameny:
Johns Hopkins University School of Medicine News 3.1. 2013, PNAS online 17.12. 2012, Wikipedia (Transposable element, Little brown bat).