Halhatatlan tumorsejtek és a génhálózatok
2009. október 24. 10:36
.jpg)
Az újabb tudományos eredmények hatalmas szemléletváltást hoztak a génkutatásban. Ma már tudjuk, hogy az evolúció során nem az egyes gének, hanem az összerendezett működésű génhálózatok jutnak jelentős szerephez.
Az elmúlt évtized során a genomika, a rendszerszemléletű biológia és a bioinformatika fejlődése sok részletet tett érthetővé az evolúció folyamatából. Kísérletek sorozata bizonyítja, hogy a látszólag kis molekuláris változásoknak jelentős hatásuk lehet az egyedfejlődésre. Ugyanakkor az egyedi gének helyett ma sokkal inkább génhálózatokban gondolkozunk – hangsúlyozta az mta.hu kérdésére Falus András akadémikus, a Semmelweis Egyetem Genetikai, Sejt- és Immunbiológiai Intézetének vezetője. Az evolúció során a transzkripciós („átírási”) valamint transzlációs („lefordítási”) rendszerek illetve szabályozásuk fokozatosan változott, így többek között ennek is köszönhető a fajok mai sokfélesége.
Az evolúció általában többféleképpen közelíthető meg – mondta el Falus professzor annak kapcsán, hogy előadást tartott az Akadémián a Darwin-éve jegyében október 15-én. – Alaktani, morfológiai szempontból lehet vizsgálni a különböző fejlődési formákat vagy a fajokra vonatkozóan, ahogy Darwin tette. Biológiai értelemben azokat a változásokat illetve maradandóságokat, amelyek a fehérjék működését jellemzik, szintén az evolúció szempontjából vizsgáljuk. Az akadémikusnak a génhálózatok evolúciójáról szóló előadása – amely a november 12-i Darwin gyűlésen is elhangzik – az összerendezett működési génhálózatok szerepét elemezte. Eredményeik nemcsak fehérje kódoló génekre vonatkoznak. Vizsgálták a 18–21 nukleotidokból álló egyszálú ribonukleinsavakat (RNS). Ezek a mikro RNS-ek nem fehérjét kódolnak, hanem a hírvivő RNS-ekhez kapcsolódva azok működését gátolják. Szelektíven tudják tehát megakadályozni ezek funkcióját. Így kiderült, hogy a mikro ribonukleinsav képes meghatározni, egy génünk megszólal-e, azaz fehérje lesz-e belőle vagy nem. Ennek a felfedezésnek gyakorlati felhasználása jelentős szerepet kap a tumor-diagnosztikában. Falus professzor azt is bemutatta, hogy milyen a mikro RNS-ek evolúciója, azaz egész élővilágunkban milyen arányban vannak jelen: az emberben van a legtöbb mikro RNS, az egysejtűekben található a legkevesebb. A genetikai génállomány 98 százaléka nem tartalmaz fehérjekódoló gént, és a DNS jelentős részén mikro RNS-t kódoló szakaszok vannak. Ezeknek persze több változatuk van.
Az előadás foglalkozott a programozott sejthalállal (apoptózis), és a génállomány stabilitásáért felelős hibajavító génhálózatokkal is, mindkettőt a tumorok szempontjából vizsgálva. Ez a két hatalmas génhálózat az egészen primitív élőlényektől kezdve az emberig mindenkiben ott működik, természetesen egyre bonyolultabban. A két, ellentétesen működő génhálózat feladata szorosan összefügg. Falus professzor beszélt a génhálózatok plaszticitásáról is, amelyek lehetővé teszik, hogy az élőlények túléljék az őket érő természetes vagy mesterséges változásokat az evolúció során. Mivel a tumorsejtek halhatatlanok, ezért az akadémikus annak a vizsgálatnak a jelentőségére is felhívta a figyelmet, hogy az egész evolúció hatalmas sodrában először a genom stabilitást biztosító gének alakultak ki, a sejthalált okozó gének később jöttek létre és alakultak ki. Mindkét génhálózatnak jelentős szerepe van a rák kialakulásában is.
Az evolúció általában többféleképpen közelíthető meg – mondta el Falus professzor annak kapcsán, hogy előadást tartott az Akadémián a Darwin-éve jegyében október 15-én. – Alaktani, morfológiai szempontból lehet vizsgálni a különböző fejlődési formákat vagy a fajokra vonatkozóan, ahogy Darwin tette. Biológiai értelemben azokat a változásokat illetve maradandóságokat, amelyek a fehérjék működését jellemzik, szintén az evolúció szempontjából vizsgáljuk. Az akadémikusnak a génhálózatok evolúciójáról szóló előadása – amely a november 12-i Darwin gyűlésen is elhangzik – az összerendezett működési génhálózatok szerepét elemezte. Eredményeik nemcsak fehérje kódoló génekre vonatkoznak. Vizsgálták a 18–21 nukleotidokból álló egyszálú ribonukleinsavakat (RNS). Ezek a mikro RNS-ek nem fehérjét kódolnak, hanem a hírvivő RNS-ekhez kapcsolódva azok működését gátolják. Szelektíven tudják tehát megakadályozni ezek funkcióját. Így kiderült, hogy a mikro ribonukleinsav képes meghatározni, egy génünk megszólal-e, azaz fehérje lesz-e belőle vagy nem. Ennek a felfedezésnek gyakorlati felhasználása jelentős szerepet kap a tumor-diagnosztikában. Falus professzor azt is bemutatta, hogy milyen a mikro RNS-ek evolúciója, azaz egész élővilágunkban milyen arányban vannak jelen: az emberben van a legtöbb mikro RNS, az egysejtűekben található a legkevesebb. A genetikai génállomány 98 százaléka nem tartalmaz fehérjekódoló gént, és a DNS jelentős részén mikro RNS-t kódoló szakaszok vannak. Ezeknek persze több változatuk van.
Az előadás foglalkozott a programozott sejthalállal (apoptózis), és a génállomány stabilitásáért felelős hibajavító génhálózatokkal is, mindkettőt a tumorok szempontjából vizsgálva. Ez a két hatalmas génhálózat az egészen primitív élőlényektől kezdve az emberig mindenkiben ott működik, természetesen egyre bonyolultabban. A két, ellentétesen működő génhálózat feladata szorosan összefügg. Falus professzor beszélt a génhálózatok plaszticitásáról is, amelyek lehetővé teszik, hogy az élőlények túléljék az őket érő természetes vagy mesterséges változásokat az evolúció során. Mivel a tumorsejtek halhatatlanok, ezért az akadémikus annak a vizsgálatnak a jelentőségére is felhívta a figyelmet, hogy az egész evolúció hatalmas sodrában először a genom stabilitást biztosító gének alakultak ki, a sejthalált okozó gének később jöttek létre és alakultak ki. Mindkét génhálózatnak jelentős szerepe van a rák kialakulásában is.
