Egy nemrég megjelent tanulmány megállapítása szerint a szatellit DNS miatt nem tudnak különböző fajok szaporodni egymással.
A DNS-re úgy gondolunk, mint azokra a létfontosságú molekulákra, amelyek a legtöbb élőlény genetikai utasításait hordozzák, beleértve mienket is. De valójában nem minden DNS kódolja a fehérjéket; mostanában egyre több olyan funkciót találunk, amelyben a tudósok által korábban "szemétnek" tartott, nem kódoló DNS is részt vesz.
Egy új tanulmány szerint a szatellit DNS - a nem kódoló DNS egy fajtája, amely hosszú, ismétlődő, látszólag értelmetlen genetikai anyagsorokba rendeződik - lehet az oka annak, hogy a különböző fajok nem tudnak sikeresen szaporodni egymással– írja a ScienceAlert.
Úgy tűnik, hogy a szatellit DNS alapvető szerepet játszik abban, hogy a sejtfehérjék munkája révén a sejt összes egyedi kromoszómáját együtt tartsa egyetlen sejtmagban.
A tanulmány szerzői, Madhav Jagannathan és Yukiko Yamashita biológusok szerint, ezt a fontos szerepet az egyes fajoknál másképp kezelik, ami genetikai inkompatibilitáshoz vezet. A fajok közötti eltérő stratégiák ütközése lehet az, ami miatt a kromoszómák a sejtmagon kívülre szóródnak, legalábbis részben megakadályozva a szaporodást.
Olyan egységesítő keretrendszert javasolunk, amely megmagyarázza, hogy a közeli rokonságban álló fajok között széles körben megfigyelhető szatellit DNS-divergencia hogyan okozhat reproduktív izolációt
- írják tanulmányukban.
Ezt a "szatellit DNS-divergenciát" már korábbi kutatások során is jól megállapították, ami a fajképződésben betöltött szerepével kapcsolatos gyanúhoz vezetett. A csimpánz genom és az emberi genom esetében például a fehérjéket kódoló DNS szinte teljesen azonos, míg a szatellit DNS szinte teljesen különbözik.
Ebben az új tanulmányban a Drosophila melanogaster gyümölcslégyen kísérletezve a kutatók észrevették, hogy egy Prod nevű fehérjét termelő gén törlése - amely a szatellit DNS egy bizonyos darabjához kötődik - a legyek pusztulását okozta, mivel a kromoszómáik szétszóródtak a sejtmagon kívülre. A szatellit DNS-nek ez a kulcsfontosságú darabja azonban teljesen hiányzik a legyek legközelebbi rokonaiból, amelyek nélküle is jól élnek.
Ez arra utal, hogy ezek a fontos, nem kódoló DNS-szekvenciák a fajok között másképp fejlődtek ki. A közelebbi vizsgálathoz a kutatócsoport a D. melanogaster nőstényből és a közeli rokon D. simulans faj hímjéből kitenyésztett hibrid utódokat vizsgálta.
Az így kitenyésztett legyek általában nagyon gyorsan elpusztulnak, vagy sterilen végzik. Ebben az esetben a hibrid utódok szövetének vizsgálata megerősítette, amit a kutatók már korábban is sejtettek, vagyis, hogy a kromoszómák (a szaporodáshoz szükséges DNS-csomagok) itt is meghibásodtak.
Amikor megnéztük ezeket a hibrid szöveteket, teljesen egyértelmű volt, hogy a fenotípusuk pontosan ugyanaz, mintha egy tiszta faj szatellit DNS-közvetítette kromoszómaszervezetét zavartuk volna meg. A kromoszómák szétszóródtak és nem egyetlen sejtmagba voltak bezárva
- mondja Yamashita, aki a Massachusetts Institute of Technology (MIT) munkatársa.
Még tovább ásva, a kutatók egészséges hibrid legyeket hoztak létre úgy, hogy a hibrid utódokat károsító ismert géneket (az úgynevezett "hibrid inkompatibilitási géneket") eltávolították a szülő legyekből. Ezek az inkompatibilitási gének köztudottan a tiszta fajok szatellit DNS-ében lokalizálódnak.
A szatellit DNS meglehetősen rendszeresen mutálódik és a kutatók úgy vélik, hogy a kromoszómák összetartása érdekében a szatellit DNS-hez kötődő fehérjéknek fejlődniük kell, hogy lépést tartsanak vele. Ez aztán minden fajnak más-más stratégiát ad a szatellit DNS működését illetően.
Ezután a csapat igyekszik megtervezni azt a fehérjét, amely sikeresen kötődik két faj szatellit DNS-éhez és ott tartja a kromoszómákat, ahol lenniük kell. Ez lehetővé tenné az életképes utódok létrehozását az említett fajok között, de a megvalósítás évekbe telik majd.
