Megingott az evolúció egyik alaptézise – kevésbé véletlenszerűek a DNS-mutációk

Twenty20
not image

Kulcsár Péter

2022. január 14. - 10:23

Az evolúciót mozgató DNS-mutációkat általában meglehetősen véletlenszerűnek tartják, de egy új tanulmány szerint van némi rend a káoszban: egy tudóscsoport több száz, laboratóriumban termesztett növény genomját összehasonlítva megállapította, hogy a mutációk sokkal kisebb valószínűséggel fordulnak elő a túléléshez nélkülözhetetlen génekben.

A véletlen nagy szerepet játszik az evolúcióban. A hagyományos gondolkodás szerint a DNS-mutációk véletlenszerűen keletkeznek egy szervezet genomjában, és ha ezek az új tulajdonságok történetesen segítik a szervezet túlélését és szaporodását, akkor ezek a mutációk továbbadódnak a következő generációnak, elég hosszú idő alatt pedig jellemzővé válhatnak egy populációra vagy fajra.

De van-e minta arra vonatkozóan, hogy a genomban hol fordulnak elő DNS-mutációk? A vizsgálathoz a UC Davis és a Max Planck Intézet kutatói több száz őszirózsa növényt növesztettek laboratóriumban, majd szekvenálták a genomjukat, és összehasonlították, hogy hol történtek DNS-mutációk.

Azzal, hogy a csapat ellenőrzött laboratóriumi körülmények között termesztette a növényeket, igyekezett kiküszöbölni a természetes szelekció nem véletlenszerű hatását, így biztosítva, hogy azok a növények, amelyek normális esetben nem maradnának életben a való világban, ne pusztuljanak ki a negatív mutációk miatt.

A több száz növényi genomban a csapat több mint egymillió mutációt azonosított, amelyek a jelek szerint a genom bizonyos részeire koncentrálódtak. Így maradtak olyan részek, ahol a mutációs ráták következetesen alacsonyak voltak, a más régiókban tapasztalt mutációs arányok egyharmadát is elérhették.

Amikor a tudósok megvizsgálták, hogy mely gének találhatók ezekben a foltokban, rengeteg alapvető fontosságú örökítőanyagra bukkantak, köztük olyanokra, amelyek a sejtnövekedésben és a génexpresszióban játszanak szerepet.

Érdekes módon úgy tűnt, hogy ezek a területek erősebb DNS-károsodást helyreállító mechanizmusokkal is rendelkeznek, ami egyfajta megerősítő módszerre utal, amely biztosítja, hogy ezek a létfontosságú szekvenciák működőképesek maradjanak.

Egy 2014-es tanulmány megállapította, hogy a mutációk gyakrabban fordulnak elő ismétlődő szekvenciák közelében, míg egy másik, 2019-es tanulmány mutációs gócpontokat azonosított a rekombinációs helyeken, ahol az egyes szülőktől származó kromoszómák párosodnak.

Az új tanulmány kutatói szerint az eredmények akár a DNS-mutációk által okozott emberi betegségek, például a rák egyes típusainak megfékezésében is előrelépést hozhatnak, ám ezeken a területeken az elmélet alkalmazása egyelőre még messze van.