Jak rychle změna klimatu modifikuje genom? Rychle!  
Do rozepří, jak to s živými tvory na planetě dopadne, když se ještě více oteplí, se zapojili už i genetici. V časopisu Molecular Ecology popsali jak otcové, během pár měsíců nabytými zkušenostmi, začnou vybavovat do života své potomky.

Když přijde řeč na přizpůsobování se podmínkám prostředí, většinou se nám vybaví  mutace a evoluce, která si vhodné změny genomu DNA vyselektuje sama. Tentokrát ale bude řeč o něčem zcela jiném. Poznatek popsal německo-americký tým a pochází z dílen Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research, Berlínského centra pro genomiku a biodiversitu (BeGenDiv) a laboratoří kalifornské společnosti Zymo Research.
Vůdčí osobností, která studii vymyslela a také je první autorkou článku, je Alexandra  Weyrichová. I když svou vědeckou dráhu nastoupila popisováním ochoty samic ke kopulaci, záhy ale svůj zájem soustředila na pohlaví opačné. Poslední dobou zkoumá samcům varlata. Zpočátku to byla muší, nyní je odbornicí na ta savčí. Nejnovější poznatek učinila na morčatech a týká se změn buněk z nichž vznikají spermie. Tedy materiálu, jehož úpravy jsou na samém počátku přenosu vlastností na potomstvo.

 

Alexandra Weyrich: „Na změnu klimatu reagují savci epigenetickými mechanismy velmi rychle.“  (Kredit: IZW)
Alexandra Weyrich: „Na změnu klimatu reagují savci epigenetickými modifikacemi velmi rychle.“ (Kredit: IZW)

 

Pokus  měl dát odpověď na otázku - zda samci s rostoucí teplotou mění svůj genom. Ukázalo se že mění a že to zvládají svižně. Genom si modifikují biochemicky, takže je na místě používat termín "epigeneticky". I tady, podobně jako u klasické mendelistické  genetiky, jde o přenos informace na potomstvo. Pokusu se účastnilo pět samečků divokých morčat (Cavia aperea). Aby výsledek nebyl zatížen chybami, výzkumníci k němu pochytali divoká zvířata v různých lokalitách. Pak všem chlupáčům v jejich novém prostředí, zvýšili teplotu. Nijak při tom netroškařili, zvedli ji rovnou o deset stupňů a nechali ji nahoře po celé dva měsíce. To aby čas pokryl celou spermatogenezi a mohli tak zjistit, zda změny budou mít dopad i na potomstvo. Po dvou měsících prověřili, zda došlo u zvířat ke změnám na molekulách DNA. Testovali buňky jater (důležitý orgán regulující tělesnou teplotu) a buňky varlat (důležité zařízení k přenosu vlastností na potomstvo). Ukázalo se, že u synátorů počatých před a po zvýšení teploty, rozdíly jsou, že jsou značné a že se týkají zejména genů kódujících proteiny odpovědné za ochranu před poškozením vysokou teplotou.

 

Pokus na divokých morčatech ukázal, jak předávání nabytých zkušeností prostřednictvím samců může hrát zásadní roli na fitness a přežití mláďat. (Kredit: Alexandra Weyrich, IZW)
Pokus na divokých morčatech (Cavia aperea) ukázal, jak předávání nabytých zkušeností prostřednictvím samců může hrát zásadní roli na fitness a přežití mláďat. (Kredit: Alexandra Weyrich, IZW)


Nešlo přitom o změny v pořadí bází v DNA a tedy o změny nevratné. To, čím zvířata tak rychle zareagovala, se týkalo metylace a demetylace molekul DNA. Savčí samci tímto epigenetickým mechanismem zareagovali na zvýšenou teplotu prakticky „okamžitě“. A svůj vzkaz o změněných podmínkách předali první generaci svých potomků. A nejen to. Ukázalo se, že i synové mají změnu zapsanou v buňkách svých varlat. To ale neznamená nic menšího, než že otcové své zkušenosti přenášejí jak na syny, tak jejich prostřednictvím i na své vnuky a vnučky.

 

O tom, že matky jsou schopny své potomky měnit k obrazu svému, bylo popsáno již hodně papíru. Jak vidno, ani otcové v tom nezůstávají pozadu. A protože mezi hlodavci a lidmi (obojí jsou savci) geneticky zase tak velký rozdíl není, i my mužové bychom s reakcí na změnu, neměli mít problém. Zvířatům k tomu stačí doslova a do písmene, pár měsíců. Odezvu na změněné podmínky můžeme považovat prakticky za okamžitou. A protože se nejedná o mutace, nejde o úpravu nevratnou. Jako bychom si my samci říkali „sichr je sichr“ a pro případ, že by to s tím oteplováním nebylo až tak na věčné časy, raději měníme potomstvo jen dočasně. Pokud by se ukázalo, že na slovech klimaskeptiků s dobou meziledovou přece jen něco je, třetí generace už těmi našimi úpravami vybavena nebude. Při ochlazení, naši vnuci, kteří se mezitím dostanou do role otců, oteplovací úpravou by už nebyli hendikepováni. Oni by dostali možnost své ratolesti vypravovat do světa „svými zkušenostmi“ a pokusit se vylepšit jejich šance ve změněných podmínkách uspět.

Slušně vymyšleno, co říkáte.


Literatura

Alexandra Weyrich et al. Paternal intergenerational epigenetic response to heat exposure in male Wild guinea pigs, Molecular Ecology (2015). DOI: 10.1111/mec.13494

Autor: Josef Pazdera
Datum: 03.01.2016
Tisk článku

Genetika - Šmarda Jan, Suchardová Marie
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 159 Kč
cena: 141 Kč
Genetika
Šmarda Jan, Suchardová Marie
Související články:

Pozměňování metylomu nabízí nové možnosti     Autor: Josef Pazdera (26.11.2012)
Epigenetická paměť: vzpomínky po dědečkovi     Autor: Tomáš Petrásek (09.12.2013)
Pravdoláskovství v naší evoluci? Zapoměňte!     Autor: Josef Pazdera (12.04.2015)
Jsou centrioly nositelkami informace?     Autor: Josef Pazdera (01.07.2015)



Diskuze:

to nie su morcata

martin Hanculak,2016-01-07 16:59:41

mozno trochu off-topic, ale na obrazku nie su morcata ale skor Osmaky Degu, alebo len "Degu"

Odpovědět


Re: to nie su morcata

Josef Pazdera,2016-01-07 18:44:28

Jsou to morčata. Na obrázku jsou skutečně morčata. Jde o divoká morčata (Cavia aperea)z nichž ta domácí byla vyšlechtěna. To Vás nejspíš zmátlo, protože vypadají poněkud jinak, než morčata ze Zverimexu. Celý pokus byl prováděn právě na těchto divokých morčatech Cavia aperea.

Odpovědět

Alamo Alamo,2016-01-04 09:36:29

možno je to časť odpovede na otázku, prečo savci dokázali prekonať K-T udalosť a z dinosaurov prežili iba vtáky
"jašterom" sa táto schopnosť aktívnej modifikácie genómu, buďto nevyvinula alebo fungovala menej efektívne

Odpovědět

Galapagy

Jozef Gatial,2016-01-03 23:20:43

Je to uz nejakych 15-25 rokov co som videl dokument, kde v dosledku El Nino sa rychlo menila a aj meni (cyklicky?) klima na Galapagoch. Nejaky drobny vtacik ziviaci sa predtym semiackami rastlin zacal nadobavat chrbat velkych morskych vtakov a zivit sa ich krvou. To co je ovsem dolezite tym vtacikom sa zacal predlzovat zobak - menej vhodny na luskanie semiacok ale lepsi na prerazenie vrstvy peria a koze a pitie krvi. Viete niekto o zdovodneni takejto rychlej zmeny stavby tela? Bolo to v dosledku evolucie uz predpripravene v genoch alebo ako?

Odpovědět


Re: Galapagy

Jiří Novák,2016-01-06 16:18:25

A nelze to vysvětlit jen zvýšeným selekčním tlakem? Přecijen délka zobáku by IMHO neměla být tak náročná, jako třeba vznik zbrusu nového proteinu. Je to jenom kvantitativní změna.

Mně spíš vrtá v hlavě, jestli se nějak změnila fyziologie trávení.

Odpovědět

tepelny mechanizmus v DNA

Richard Palkovac,2016-01-03 09:07:46

Priamo V DNA uz pravdepodobne existuje mechanizmus, ktory toto robi. V minulosti nasej Zeme sa teplota menila v jednom kuse, takze zivocichy , potomkovia ktorych sa dozili az dneska, to uz maju v genoch.

Odpovědět

fuj odporné GMO!

Alamo Alamo,2016-01-03 08:08:54

toto treba matke prírode zakázať, alebo aspoň prísne zregulovať!
:D :P

Odpovědět


Re: fuj odporné GMO!

Mojmir Kosco,2016-01-03 22:06:22

Toto neni gmo ale neco co se v ramci úpravy genomu clovekem vyhazuje jako nepotrebny balast

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni