Öröklődés négy dimenzióban

Andrew Whiten: The second inheritance system of chimpanzees and humans
Nature, Vol 437, 1 September 2005

A csimpánzközösségek vizsgálata feltárta: főemlősrokonaink abban is hasonlítanak hozzánk, hogy közösségeik csak rájuk jellemző helyi sajátosságokkal bírnak, komplex szociális öröklődési rendszerük kiegészíti a genetikai öröklődést. Mindez arra a veszélyre is felhívja a figyelmet, hogy az ember által egyre kisebb területre szorított csimpánzok nem csak egyedszám szerint lesznek egyre kevesebben, de egy-egy csoportjuk kihalásával egy-egy speciális csimpánz-kultúra is megszűnik.
A cikk beszámol egy kísérletről, amelyben összehasonlították embergyerekek és fiatal csimpánzok utánzási magatartását. A csimpánzok, ha nyilvánvalóvá vált számukra, hogy az utánzott viselkedés hatástalan, újítottak, és hatékonyabb viselkedésformára tértek át. Az embergyerekek ebben az összefüggésben kevésbé racionálisan viselkedtek: ragaszkodtak a hatástalan viselkedés másolásához; talán ez a mélyen belénk épült utánzás adja az emberi kultúra erejét, ez a szélsőséges konformitás tesz minket szuperkulturális fajjá.

 
Ian R. Henderson és Steven E. Jacobsen: Epigenetic inheritance in plants
Nature, Vol 447, 24 May 2007

A növényi epigenetika és géncsendesítési mechanizmusok sokban hasonlítanak az emlősökéhez. A tudomány legújabb lehetősége: az egész genomra kiterjedő microarray és high-throughput sequencing nagy mennyiségű adatot biztosít, amin nyomon követhető az epigenetikus modifikáció. Mindez különböző tudományágak számára biztosít lehetőségeket a tumorbiológiától kezdve a fejlődésbiológián át az evolúció kutatásáig.
Az eukarióta genom mérete széles skálán mozog, és nincs összefüggésben az adott faj génjeinek számával.
Kromoszómális szinten a genom két típusú struktúrát hoz létre: az eukromatin géngazdag, a heterokromatin ismétlődő szakaszokban gazdag DNS-ből jön létre. A heterokromatin az osztódások közötti időszakban jobban össze van csomagolva, a transzkripció számára kevésbé hozzáférhető. A heterokromatin és az eukromatin közötti különbséget epigenetikus információ szabja meg: a hisztonfehérjék poszttranszlációs módosítása és a DNS citozinjainak metilációja. A heterokromatinban lévő, horizontális géntranszfer révén odakerült elemek csendesítése, kikapcsolása valószínűleg a genom védekező stratégiája.
A növényi rendszerek bőséges forrást biztosítanak az epigenetikus öröklődés tanulmányozásához, fontos felfedezések köthetők hozzájuk, így a horizontális géntranszfer (ugráló gének, felfedezésükért Barbara McClintock 1983-ban Nobel-díjat kapott), valamint a paramutáció, a kis interferáló RNS (small interfering RNA/siRNA) és az RNS által irányított DNS-metiláció felfedezése.
A növények esetén a metiláció főleg az ismétlődő szekvenciákat és a centroméra területét érinti, azonban a kifejeződő gének kb. 5 százalékának a promoter-régiója is metilált, és az intenzíven átíródó gének egyharmadán is előfordul metiláció – ez utóbbiak funkciója nem ismert. A metilált promoter-régió alacsonyabb átíródással jár együtt, és legtöbbször szövetspecifikus mintázatot mutat. Az emlős-genomban a promoter-régiók nem metiláltak.
A cikk a metilóma bemutatásán túl azzal foglalkozik, hogy az RNS által szabályozott epigenetikus öröklődés hogyan befolyásolja a növények fejlődését, aminek kapcsán napjainkban az a centrális kérdés, hogy hogyan ismerszik meg az elcsendesítendő terület. Ez utóbbi folyamatban egy dupla láncú RNS (dsRNA) is részt vesz. 
 

Reed B. Wickner, Herman K. Edskes, Frank Shewmaker, Toru Nakayashiki: Prions of Fungi: Inherited Structures and Biological Roles
Nature Reviews Microbiology, 2007 August; 5(8): 611–618.

A cikk a prionok biológiai és evolúciós szerepét, valamint a chaperonok/dajkafehérjék/stresszfehérjék prionok létrehozásában és propagálásában betöltött szerepét vizsgálja. 
 

Könyvajánlat:

Eva Jablonka és Marion J. Lamb: Evolution in Four Dimensions
Genetic, Epigenetic, Behavioral, and Symbolic Variation in the History of Life

Az öröklődés és az evolúció elmélete napjainkban forradalmi változásokon megy keresztül. A molekuláris biológia felfedezései kétségbe vonják a darwini elmélet génközpontú magyarázatát, amely szerint a természetes szelekció a DNS-variánsok közül válogat. A Négydimenziós Evolúció című könyv arról ír, hogy a géneken kívül más is öröklődik. A négy öröklődési rendszer mind részt vesz az evolúció alakításában: a genetikai, epigenetikai, viselkedéses és szimbolikus öröklődési rendszer egyaránt rendelkezik olyan variációkkal, amelyek a természetes szelekció alapját adják. Ez a négydimenziós szemlélet a pusztán génekre alapozottnál jóval gazdagabb, komplexebb megközelítést kínál.

Kazai Anita