Genetické ztráty a nálezy
Pohled do dědičné informace tuctu mušek umožní vědcům jejich vzájemné porovnávání a objasní jejich evoluci. Vědci mohli poprvé vyčerpávajícím způsobem sledovat evoluci jednolitých genů, změny v jejich regulaci a proměny procesů, které jsou pod genetickou kontrolou. Spolu s přehledným článkem vydaly výsledky těchto výzkumů na více než čtyřicet vědeckých publikací.
Přečtené octomilky mají za sebou různě dlouhý samostatný vývoj. Některé druhy žili na Zemi už před 60 miliony roků, jiné se osamostatnily teprve před 500 tisíci roků. Jejich dědičná informace se někdy smrskla, jindy zase nakynula, takže se její velikost pohybuje od 130 do 364 milionů písmen genetického kódu a obsahuje mezi 13 683 a 17 325 genů.
Evoluce octomilek je patrná například na genech, které muškám slouží k rozeznávání choroboplodných zárodků. První přečtená octomilka Drosofila melanogaster jich vlastní 245. Celkový rejstřík těchto genů u všech dvanácti mušek čítá více než 1200 položek. Tyto geny patří u octomilek k těm, které se mění nejrychleji. Některé mušky si vyvinuly pro boj s chorobami speciální zbraně. Například Drosophila melanogaster bojuje s nebezpečnými houbami svým vlastním „lékem“ drosomycinem. Geny pro tuto ochrannou bílkovinu sdílí jen s několika málo nejbližšími příbuznými.
Vedle podobných jedinečných vymožeností evoluce narazili vědci v dědičné informaci některých octomilek na důkazy o jedinečných ztrátách. Například Drosophila willistoni ztratila schopnost zařazovat do svých bílkovin prvek selen. Bílkoviny se selenem jsou u drtivé většiny živočichů zcela běžné.
Celá řada nově objevených muších genů nectí učebnicová pravidla genetiky a chová se „zakázaným“ způsobem. Ignorují například „tečku“, která v genetické „větě“ genu označuje místo, kde čtení dědičné informace končí. Mušky pokračují v čtení asi 150 genů i za genovou „tečkou“.
Vzhledem k tomu, že se mnohé z muších genů podobají některým ze zhruba 20 000 genů lidské dědičné informace, vítají přečtení tuctu muších genomů i genetici, kteří se zabývají výzkumem lidské DNA.
Hvězdy mezi mouchami
Jak první byla v roce 2003 přečtena dědičná informace nejznámější octomilky druhu Drosophila melanogaster, která slouží genetikům déle než století jako jeden z klíčových modelových živočichů. Hned po ní byla přečtena muška Drosophila pseudoobscura, jejíž volně žijící populace se dostala do středu pozornosti genetiků už ve 30.letech minulého století.
Mezi desítkou nově přečtených octomilek nalezneme obří mušku Drosophila grimshawi pocházející z Havajského souostroví, kde žije plná třetina známých druhů drosofil.
S velkým napětím četli genetici dědičnou informaci octomilky Drosophila mojavensis obývající nehostinnou Sonorskou poušť na jihozápadě USA.
Ta je pozoruhodná hned z několika důvodů. V poušti nenachází dostatek potravy, a tak se živí šťávami prudce jedovatých kaktusů. Navzdory pouštním podmínkám její samci riskují při páření dehydrataci, protože se spermatem vylučují tekutinu, která představuje až 3% jejich celkové tělesné hmotnosti. Páří se hned několikrát za den.
Čtení „před snídaní“
Počet pozemských organismů s kompletně poznanou dědičnou informací se neustále zvyšuje. Figurují mezi nimi už více než dvě desítky obratlovců. Genomy méně komplikovaných organismů přibývají tempem, s kterým už nestačí držet krok ani specialisté.
„Nestíhám se udržet v obraze,“ přiznal například genetik Daniel Hartl z Harvard University, který se zabývá dědičnou informací octomilek a kvasinek. „Někdy mi připadá, že v některých ústavech přečtou jednu kvasinku ještě před snídaní.“
Počet kvasinek s kompletně známým genomem dosáhl čísla 22 s tím, že další čtyři mají genetici rozečtené. Celkový počet přečtených hub tak překročil šedesátku.
Pramen: Nature, Science, The Scientist