Varga Máté bejegyzései

Nem értik 1. – A nejlonevő baktérium

Közzétéve Szerző:
8

(Amikor közel három éve elindult a blog, létrejöttének egyik célja az volt, hogy magyarul tegyük elérhetővé és emészthetővé mindazt a tudományos irodalmat, amit a kreacionista körök (magyar színekben elsősorban az ÉRTEM) előszeretettel ignorálnak. S bár csak a posztok töredéke vette közvetlenül górcső alá a magyar “értelmes tervezés” hívek “érveit”, ez nem azt jelentette/jelenti, hogy ne lelhetnénk a honlapjukon tengernyi példáját a pszeudotudományos érveknek, a féligazságokból vagy teljes hamisságokból táplálkozó, nagyívű levezetéseknek. Most egyik olvasónk, SexComb vállalkozott rá, hogy kiveséz néhány ÉRTEM klasszikust, mi pedig természetesen örömmel biztosítjuk ehhez a platformot.)

Mostanában egyre nagyobb népszerűségnek örvend egy nézet, amelyet hívei bizonyítékokkal alátámasztott, komoly tudományos elméletnek akarnak beállítani. Ez az elmélet az Értelmes Tervezés, avagy angol nevén az Intelligent Design, esetleg félig lefordítva intelligens tervezés . Ebben a cikkben szeretném megvizsgálni az elmélet egyik “bizonyítékát”, tárgyilagosan, a mai biológia szemszögéből, hogy az olvasó maga vonhassa le a megfelelő következtetéseket.

Maga az elmélet az ÉRTEM honlapján található, a jelöletlen idézetek ebből az írásból származnak.

Egy kattintás ide a folytatáshoz…. →

Meztelen ebek

Közzétéve Szerző:
Válasz

Mióta magunk alakítjuk (egyre hatékonyabban) a körülöttünk levő világot, fokozatosan átalakult a “rátermettség” definíciója is, mind a saját, mind a hozzánk kapcsolódó élőlények viszonylatában.

A “legrátermettebb” háziállataink már régen nem feltétlenül azok, amelyek a vadonban a legtöbb utódot hoznák létre, hanem amelyeknek önös okainkból kifolyólag, mi kínáljuk fel a tálcán a lehetőséget, hogy szaporodjanak és sokasodjanak.

És ezzel sokszor “átírjuk” a természet szabályait, olyan génvariációk, allélok elterjedését okozva, amelyek egyébként kihalásra lennének ítélve, legyen szó hófehér, de bőrrákra hajlamos lovakról, vagy izmos, de impotens gyanús tehenekről. Vagy éppen apró, szőr és fognélküli kutyákról, mint a kínai meztelen kutya – hiszen nehéz elképzelni azt a természetesen niche-t, amiért egy ilyen lény sikeresen harcba szállna akármivel, akárkivel.

A kutyagenomnak köszönhetően az utóbbi időben felgyorsult a különleges kutyafajták kínézete mögött rejlő gének feltérképezése (lásd pl. itt, itt és itt), s a héten az előbb említett meztelen eb került sorra. 

A 17. (kutya)kromoszómára lokalizált jelleg érdekessége, hogy egy monogénikus, szemidomináns jelleg, amely homozigóta formában letális. Konyhanyelvre lefordítva ez annyit jelent, hogy a kopaszság (és fognélküliség) egyetlen génben levő mutációra vezethető vissza, amely csak akkor lesz “látható”, ha a kutya a gén mutáns formája mellett, a hibátlan verziót is hordozza. Ugyanis, ha egy kutyaembrió csak a gén mutáns formájával rendelkezik, akkor a fejlődés korai szakaszában elpusztul.

A jelleget vizsgáló csoport végül egy transzkripciós faktort kódoló génre, a FOXI3-ra szűkítette le a lehetőségek kezdetben széles halmazát. Ez a gén egerekben a szőrtüszőkben és a fejlődő fogakban fejeződik ki, s bár pontos szerepe (vagyis, hogy ő maga, milyen más gének átíródását befolyásolja) még nem tisztázott, mindez értelmet ad a mutáns kutyák kinézetének. Maga a mutáció egy 7 bázispárnyi duplikáció a gén elején (ennek az lehet az oka, lásd a mellékelt ábra, hogy a gén itt GCC bázis -tripletekben gazdag, ami miatt a gén másolásakor, a polimeráz enzim jó eséllyel eltévedhet, s itt egyszer el is tévedt), amelynek következtében egy korai STOP kodon alakul ki, s csak a fehérje első ~5%-a íródhat(na) át.

Hogy a gén szemidomináns jellege miből adódik, az még rejtély. Valószínűleg a fogak és szőrtüszők fejlődéséhez pontosan meghatározott mennyiségre van szükség a FOXI3 fehérjéből, s ha csak az egyik allél van jelen, akkor nem lesz meg ez a kritikus mennyiség.   

Drögemüller C, Karlsson EK, Hytönen MK, Perloski M, Dolf G, et al. (2008) A Mutation in Hairless Dogs Implicates FOXI3 in Ectodermal Development. Science 321: 1462.

Felszarvazva – 3.

Közzétéve Szerző:
Válasz

Laikusok számára talán meglepő módon, az Onthophagus genusba tartozó trágyabogarak azon fajok közé tartoznak, amelyeken a legjobban lehet az evolúció menetét tanulmányozni. S ezt nemcsak a különböző fajok hímjeinek fején díszelgő szarvak sokfélesége teszi lehetővé, hanem az is, hogy egy-egy fajon belül a különböző hímek eltérő stratégiákat alkalmaznak génjeik továbbörökítése végett.

A szarv nemcsak dísz, de fegyver is: a nőstényekért vívott ádáz csata eszköze. S mivel mérete általában igen tiszteletreméltó (az állat testéhez képest mindenképpen), értelemszerűen sok energiát igényel létrehozása. Éppen ezért, egy olyan közösségben, ahol nagy a “népsűrűség”, s így a hímeknek különösen ádáz csatákban kell a rátermettségüket bizonyítani, hiábavaló olyan szarvakat létrehozni, amelyek szub-optimális méretűek. Viselőjük a csatákban nem nyerhetne, viszont ugyanazt az energiamennyiséget, más értelmesebb célokra is fordíthatná.

Például nagyobb szemek és/vagy herék kialakítására, amelyek nem lennének teljesen hiábavalók, hiszen a nőstények elnyerésének és így az utódok biztosításának “lovagias” módja mellett, van egy “sunyi”, lopakodó verziója is, ahol a hímek meghátrálnak a nyílt harc elől, viszont a járatok mélyében, ha esélyük nyílik rá gyorsan mégis párosodnak a nőstényekkel. 

Vagyis, elméletileg, megéri némi extra energiát a párzó szervre (ami ez esetben aedeagus néven fut) pazarolni, hiszen egy nagyobb méretű aedegus mélyebbre tudja juttatni a hím ivarsejtjeit, így még ha a nőstény később párosodik is egy nagy szarvú “alfa hímmel”, jó eséllyel a szarvatlan hím lesz a következő nemzedék atyja. (A szarv és a párzószerv egyaránt az embrionális fejlődés egy olyan szakaszában jön létre, amikor a bogár nem táplálkozik, így csak véges mennyiségű energiaforrás áll a rendelkezésére.)

S hogy ez mennyire így működik a valóságban arra jó példa a Dél-Európában őshonos Onthophagus taurus, amelyet olyan 50 évvel ezelőtt telepítettek be az Egyesült Államok keleti partvidékére, illetve Ny-Ausztráliába. A különböző területeken a bogár különböző sűrűségeket ért el: Amerikában elég szellősen éldegélnek az egyedei, míg Ausztráliában sűrűn fordulnak elő. Az eltérő egyedszám öt évtized alatt jól látható eltéréseket hozott létre a különböző populációkban: előbbi helyen közel minden hím szarvat visel, míg utóbbi helyen csak a legnagyobbak. Az aedeagus mérete viszont az amerikai populációk esetében lényegesen kisebbnek bizonyult, mint az ausztrálok esetében, vagyis a hímek egyszerűen más stratégia szerint élnek a világ két sarkán (lásd még B ábra, fekete négyzetek): egyik helyen a párzó szervbe fektetik az energiát, a másik helyen viszont a nőstények elnyerésére szolgáló szarvakba. (Fontos, hangsúlyozni, hogy a szarvak csökkenése nem az állat általános növekedését okozza, mert például a lábízületük – ezt jelölik a B ábra háromszögei – relatív mérete nem mutat az aedeagushoz hasonló változást.) 

Slusszpoén, hogy ez az összefüggés nemcsak az O. taurus populációi esetében figyelhető meg, de különböző Onthophagus fajok vonzatában is (C ábra): a szarv és az aedeagus mérete fordítottan arányos. Evolúciós léptékkel csak az számít, hogy kinek mennyi utódja lesz. Hogy ki miként éri el a célját, már részletkérdés.

Parzer HF, Moczek, AP (2008) Rapid antagonistic coevolution between primary and secondary sexual characters in horned beetles. Evolution doi: 10.1111/j.1558-5646.2008.00448.x

A magyarok eredete

Közzétéve Szerző:
74

(A szokástól eltérően, most előirattal indítunk: a következő posztban annak a közösségnek a genetikai eredetéről lesz szó, amelyik ma a Kárpát-medencében él és magyarként határozza meg magát. Ha valaki nagyon tudni véli, hogy a posztban foglaltakból szó sem igaz, akkor igazát kérem peer-reviewed cikkekkel támassza alá, ellenkező esetben a moderálás kíméletlen lesz.)

Amikor korábbi posztokban a Föld belakásának apropóján az emberi sokféleség kialakulásának eredtünk nyomába, már egy kicsit kiveséztük azokat a genetikai “nyomokat”, amelyek ilyenkor megkönnyítik a kutatók dolgát. A legjelentősebb valószínűleg a DNS szintjén megfigyelhető sokszínűség csökkenése, ahogy távolodunk a populáció eredetének színhelyéről.

Egy kattintás ide a folytatáshoz…. →

Tükröm, tükröm

Közzétéve Szerző:
16

A szarkákat a népbölcselet okos madaraknak tartja, és nem véletlenül. Ezek a madarak ugyanis nemcsak csillogó tárgyak meglovasításával tűnnek ki a madárvilágból, de fejlett hangutánzó képességükkel (gondoljunk csak például a durrelli Farkákra) és jellegzetes szociális viselkedésükkel. Utóbbiba az is belefér, hogy sebesült társukon segítsenek, vagy csoportosan terrorizálják a szomszéd macskát.

Emlősök esetén a fejlett szociális életet élő állatok közül néhány fejlett “én”-tudattal is rendelkezik, amelynek leglátványosabb manifesztációja az ún. “tükörteszt” során nyilvánul meg. (Ennek a lényege tömören, hogy az állat fejére (oda, ahol egyébként nem láthatná) egy színes pöttyöt helyeznek, s nézik a reakciót. Ha a tükörbe pillantva a szóban forgó élőlény tudatában lesz annak, hogy a pötty valahol rajta van és vizsgálni kezdi azt, akkor átment a teszten, hiszen érti, hogy a tükörben saját magát látja – vagyis valamilyen elvont fogalma kell legyen saját személyiségéről is.) Nem sok faj büszkélkedhet átmenő osztályzattal: pár emberszabású majom és a delfinek mellé csak nemrég sikerült az elefántoknak föliratkozniuk. De nem-emlős fajokról eddig szó sem volt.

Eddig, ugyanis most a bochumi egyetem kutatói egy szellemes kísérletsorozattal bebizonyították, hogy a szarkák egész könnyedén veszik ezt az akadályt. A kísérleti alany szarkákat – névszerint Gerti, Goldie, Schatzi és Harvey – egy 4m x 4m nagyságú szobába zárták egy 55 cm x 40 cm méretű tükör társaságában. Amikor a szarkák hozzászoktak új környezetükhöz, egy-egy sárga foltot helyeztek el a begyükön, majd figyelték a reakcióikat.   

Mint azt a mellékelt ábra mutatja Gerti és Goldie esetében (a sárga oszlopokat tessék figyelni), a tükör előtt a madarak lényegesen több időt töltöttek a folt birizgálásával mint egyébként. Sőt, az is megfigyelhető volt, hogy ha sikeresen eltávolították a jelet, akkor hirtelen megnyugodtak és passzívabbakká váltak.

Persze, az egyik magyarázat az lenne, hogy a szarkák érezték, hogy valamit rájuk ragasztottak és ez az érzet váltotta ki a folt-centrikus magatartás mintázatokat. Ennek mond ellent, hogy amikor a kontroll kísérletek során egy fekete foltot tettek a begyükre (ami színben passzolt a tollazatukhoz), az szinte semmilyen reakciot nem váltott ki (lásd fekete oszlopok).

Mivel a madár- és emlős agy szerkezetileg igen különböző, nagy biztonsággal kijelenthetjük, hogy a hasonló viselkedés neuroanatómiai alapjai különbözőek lehetnek. Hogy ebben pontosan milyen agyi területek játszanak szerepet a madarak esetében, az még a jövő zenéje. Ugyanakkor mindenképpen figyelemreméltó, hogy a fejlett szociális élet hozadéka gyakran az “én”-tudat megjelenése. Vagy fordítva: valamiféle “én”-tudat kialakulása előfeltétele bizonyos szociális viselkedési formáknak. Remélhetőleg idővel kiderül, mi is a helyzet.     

Prior H, Schwarz A, Güntürkün O (2008) Mirror-Induced Behavior in the Magpie (Pica pica): Evidence of Self-Recognition. PLoS Biol 6(8): e202 doi:10.1371/journal.pbio.0060202

The Genius of Charles Darwin – Series 1

Közzétéve Szerző:
2

Nem ez minden idők legjobb Dawkins filmje, az kétségtelen. Az öreg Richard sok helyen frusztráltnak tűnik – persze nem csoda, hiszen amikor x+1. alkalommal is ugyanazokkal a lejáratott "ellenérvekkel" kell szembesülnöd, amelyek megcáfolására már több könyvet is írtál, nehéz a dolgok pozitív oldalát meglátni. Pedig a bosszús magyarázgatás helyett, (szerintem) egy kis jól irányzott irónia (neagyisten gúny) sokkal hatékonyabb lehet, különösen a képernyőn.

Amit D. mond, mindamellett jó és érdekes, bár én nem tudtam szabadulni a gondolattól, hogy egy kicsit jobban lehetett volna foglalkozni az érvei kifejtésével (kisegítő animációk, satöbbi). Egy teljesen kívülálló számára pl. a fülközépcsontok kialakulásának magyarázata valószínűleg továbbra is nagyon homályban maradt. De hátha a következő sorozatokban.

A sorozat első része alább látható, a második és harmadik Dawkins honlapján keresztül (vagy a Channel4 oldalán át) érhető el. 



Géndopping…

Közzétéve Szerző:
4

Nem reprezentatív (főleg az Indexes olimpiai blogok kommentjeinek olvasására kiterjedő) felmérésem szerint, ma már egyre kevesebbeknek ugrik be a Citius, Altius, Fortius hármas az olimpia kapcsán, helyét főként a doppingról való vita véve át. S bár kétségtelen, hogy Pierre de Coubertin báró nem lelkesedne attól, hogy 2008-ban, a Sport Ünnepe idején az a legfontosabb megbeszélni való, hogy most akkor Michael Phelps minden idők legnagyobb sportolója, vagy inkább csak legnagyobb kokszolója, az sem elfelejtendő, hogy ettől a probléma nem újkeletű (NDKs úszólányok, ugye), max csak sokkal többen, sokkal többet beszélnek róla.

Hogy a doppingolás léte egyeneságú következménye-e annak, hogy a sportban emberek szerepelnek, saját természetük minden hibájával egyetemben, szvsz megérne egy nagyobb lélegzetvételű nekifutást, de a poszt témája szempontjából ez irreleváns. Fogadjuk el a tényt, bármennyire is kellemetlen, dopping volt, van és lesz. Itt és most a doppingolás jövőjéről elmélkednék kicsit, mert már fel-fel sejlik, hogy milyen irányba is mozog ez az “ipar”.

“Géndoppingként” a tiltott előnyszerzés azon (sokak szerint jó eséllyel már talán alkalmazott) formáját aposztrofálják, amikor teljesítményfokozó fehérjék és hormonok szintetikus másolatai helyett, az azokat kódoló gének extra kópiáit juttatja be lokálisan (pl. a mozgás dandárját végző izmokba). Így nemcsak jobb hatásfoka lehet a doppingnak (hiszen a kívánt helyen, többé-kevésbé a kívánt mennyiségben lesz a molekula jelen), de nehezebb detektálni is a folyamatot: például ma a természetes és szintetikus erythropoetin (EPO) közt még kimutatható a különbség, de az extra génkópiákról termelődő extra EPO kémiailag aligha lesz megkülönböztethető a szervezet sajátjától. Igaz, a WADA nem lesz még teljesen tehetetlen: a génbevitel ma csak retrovírusok segítségével lehetséges (ezek biztosítják, hogy az extra gén beépüljön a kromoszómába), márpedig ezen virális vektorok szekvenciája éppoly árulkodó marad arról, hogy valami simlisség történt, mint a puszta tény, hogy a szóbanforgó sportolóban furcsamód több epo génkópia van jelen, mint az elvárható két darab.

Nehezebb a helyzet, ha, teszem azt, adott sportoló sejtjeiből készült sejtvonalban viszik be a szóbanforgó géneket, majd az extra fehérjéket “lefölözik” a tenyészetről, és ezt adják a delikvensnek. A kémiai hasonlóság kvázi ua. jó lesz mint az előző esetben, és mivel a retrovirális inszerció egy titkos laboratórium, titkos Petri-csészéjében esett meg, ellenőr legyen a talpán, aki a dopping-labor lebukása nélkül bizonyítani tudja a turpisságot.

Persze voltak/vannak/lesznek olyan egyedi esetek, amikor nincs szükség semmiféle géndoppingra, az illetőnek természetesen magasabb vörösvérsejt, adrenalin, tesztoszteron, stb. szintje lesz mint társainak. Nincs ebben semmi meglepő, hiszen nem klónok vagyunk hanem emberek. Élőlények, akikre épp úgy élnek a természet és természetes szelekció törvényei, mint bármely más fajra. Amilyen kicsi az esélye két tökéletesen egyforma ujjlenyomatnak, olyan valószínűtlen, hogy két atléta össze teljesítményt meghatározó génje (kódoló és szabályozó szekvenciástúl) bázispárról, bázispárra teljesen megegyezzen. Ez az egyszerű biológiai oka annak, hogy mindig lesznek “tehetségek”, akik kevesebb gyakorlással és odafigyeléssel, jobb eredményeket érnek el dopping nélkül is, mint vért izzadó kollegáik. Hogy a posztot is ihlető, Der Spiegel cikk zona.hu-s átiratát idézzem: “Az átlagos sportolónak egy milliliter vérében három nanogramm tesztoszteron van, a sprinter Tim Montgomerynek is három nanogrammja van, Maurice Greene-nek viszont kilenc. Mit tehet Tim? Nem a dopping igazságtalan, hanem a természet.”

Lehet ijesztő, vagy ígéretes, de mindenképpen valósnak tűnik egy olyan jövőkép, amelyben (főleg azokon a helyeken, ahol csak az eredmény számít, a résztvétel kevésbé), már korai gyermekkorban, géntesztek révén befolyásolódhat, hogy ki, milyen sportba kezdjen, ha vannak élsportoló ambíciói. Már ha ez valamennyire személyes döntése lehet, s nem kell a “nemzet érdekeinek” alávesse magát… (Egyébként, ha már ezt piszkáljuk, vajon mennyire egyeztethető össze a coubertini eszmével a sportolókat testileg, lelkileg tönkretevő edzésprogram?)   

(Az illusztráció a The Economist cikkéből származik.)

ui: Gondolom másnak is feltűnt, de az EPO büntetése érdekes logikai dilemmát okoz. Hiszen, ha több hónapot tölt valaki a hegyekben, akkor természetesen is megnöveli a vörösvértesteinek számát, illetve azok oxigén megkötő képességet (részben épp a szervezetben természetesen létrejövő EPO által). Ez, tudtommal, fair, nem büntethető. Ha a tengerszinten él, de elég szerencsés és hozzáférése van speciális, a magaslati viszonyokat szimuláló akklimatizációs szobákhoz, az szintén belefér a pakliba. Ha viszont nincs pénze ilyen kütyükhöz, és akár minimális EPO-t közvetlenül juttat a szervezetébe (pl. annyit amit a szervezete egy magaslati edzőtáborban termelne), az már kiveri a biztosítékot, azzal megsérti a fair-play szabályait.  

A neandervölgyi mitokondrium titka

Közzétéve Szerző:
5

Fontos állomásához érkezett, fajunk egykor élt legközelebbi rokonának, a neandervölgyi embernek  genomját szekvenáló project.

A napokban megjelent tanulmány, a szekvenálás alapjául szolgáló vindijai fosszília teljes mitokondriális DNS-ét (mtDNS) dogozza fel, ami egyáltalán nem kis teljesítmény, figyelembe véve, hogy a több mint 16,000 bázispárból álló genomot kb. 70 bázispár hosszúságú darabokból kellett összerakni (a fosszilis csontokban levő DNS ugyanis lassan de biztosan maga is töredezni kezd).

A mtDNS-re egyébként praktikus okok miatt esett a választás: míg sejtmagból (és a benne levő kromoszóma-párokból) sejtenként csak egy darab van, a sejt energiaellátását biztosító mitokondriumokból (a bennük levő DNS-el együtt) több száz, vagyis lényegesen könnyebb jó minőségű mtDNS-t izolálni. Ugyanakkor, mivel a mitokondriumok csak anyai ágon öröklődnek, az mtDNS elsőrendű alapanyaga a különböző rokonsági vizsgálatoknak. Most is ilyesmibe vágtak bele (bár, tegyük hozzá, részszekvenciákkal már korábban is csináltak ilyent, hasonló eredménnyel) és ennek hozományaként ma már teljes bizonyosságal látjuk, hogy a neandervölgyi ember valóban külön faj volt. A mellékelt ábrán látható, hogy míg a legkülönbözőbb emberi mtDNS-ek csak maximum kb. 100 bázispárnyi eltérést tartalmaznak egymáshoz viszonyítva (zöld oszlopok), a Homo sapiens és H. neanderthalis mtDNS átlagban 200 bázispárban térnek el egymástól (piros szín). (A csimpánzzal összevetve az mtDNS-ünket pedig már 1500 különbséget találunk (kék oszlopok), ami nem meglepő, hiszen ezen két faj elválása nagyságrendileg régebben történt, durván 6-8 millió éve.) 

Figyelembe véve, hogy az a néhány nukleáris neandervölgyi gén, amelyek szekvenciája már ismert, eddig is számos érdekességről rántotta le a leplet, ezek után már igazán tűkön ülve várjuk a teljes genom befejezését.

Green RE, Malaspinas AS, Krause J, Briggs AW, Johnson PL, et al. (2008) A complete neandertal mitochondrial genome sequence determined by high-throughput sequencing. Cell 134(3): 416-426.

Fehérló – 2.

Közzétéve Szerző:
Válasz

Az autó előtt volt a ló, s ez időben a fehér hátas számított az abszolút státuszszimbólumnak. Nem meglepő hát, hogy a tenyésztők mindent megtettek a privilegizált kevesek ezirányú igényeinek kielégítéséért. E törekvések eredményeként, egymástól függetlenül, több világos lóparipafajta jött létre, melyek többnyire különböző mutációknak köszönhetik színüket. Az egyik ilyen genetikai elváltozásról nemrég már ejtettünk szót, most lássunk a “fehérló-probléma” egy másik lehetséges “megoldását”.

Pontosabban, ha teljesen hűek akarunk maradni a valósághoz, ezek a lovak nem is fehérek, a szó szoros értelmében. Legalábbis életük elején nem azok (hanem szürkék), csak viszonylag hamar “megőszülnek”, s szőrük fehérré változik. Ennek a pontos biológiai (sejt szintű) mechanizmusa még nem ismert, de a korai őszülés mögött levő gén(ek) azonosításával, egy igencsak jó képet alkothatunk arról, mi is történik.

Azt már eddig is tudni lehetett, hogy a tulajdonság 25. kromoszómához kötődő, domináns jelleg (vagyis elég ha csak a kromoszómapár egyik tagján megtalálható a mutáció, akkor is látható lesz a hatása). Ami csak most derült ki, hogy pontosan, hol is van a kormoszómán a genetikai változás.

Több mint 700 ló megvizsgálása után (na és persze a jól haladó ló genom-projectnek is köszönhetően) a kutatást végzők egy szűkebb régióra kezdtek összpontosítani, ahol mindössze négy gén található. Ezek egyikét sem hozták korábban összefüggésbe a színezettel, bár sejtbeli funkciója alapján legalább az egyikük esetében nem zárható ki elviekben ilyesmi. Ez pedig egy synatxin gén (STX17), amelynek a sejt belsejében levő kis “csomagok”, ún. vezikulumok szállításáért felel: mivel a színanyagot termelő melanocita sejtek ilyen csomagokban tartják a színanyagukat, már látszólag meg is van a tettes. A gond, elsőre, csak az, hogy a STX17 fehérje szerkezetileg teljesen normális (sőt, a másik három fehérje esetében is hasonló a helyzet). Ha azonban a fehérjét kódoló gént vesszük jobban szemügyre, akkor hamar felfedezhető, hogy egyik nem kódoló régiója, intronja megduplázódott. S mivel ebben a DNS szakaszban olyan szabályozó elemek vannak, amelyek a gén expresszióját alapvetően meghatározzák, a duplikáció eredményeképpen a STX17 gén túltermelődik.

A már-már idilli képet azonban egy makacs tény nem hagyja összeállni: ha ezekben a lovakban valóban a kis “csomagocskák” szállításával lenne elsősorban gond a szőrzetért felelős szőrtüszők melanocitáiban, akkor az már születésüktől fogva evidens kellene legyen. De nem az, hiszen amint írtam születésükkor még igencsak színesek. Azaz mindent összevetve valószínűtlen, hogy a STX17 lenne a ludas. De akkor mi más?

Mint kiderült, a duplikáció nemcsak a synatxin gén expresszióját változtatta meg, hanem a szomszédos NR4A3 génét is megnövelte. Ennek szerepe a sejtciklus szabályozásában van, így például azt is meghatározza, hogy milyen ütemben jöjjenek létre a már emlegetett melanociták az őssejtjeikből. Ha túl sok NR4A3 van a sejtben a ciklus túlpörög és a túlerőltetett őssejtek elpusztulnak, vagyis egy idő után már nem jönnek létre új melanociták a szőrtüszőben, s ennek következményeként nem termelődik új színanyag. Ezt a “felpörgetős” modellt látszik alátámasztani az is, hogy a fiatal lovak, az őszülés beállta előtt, paradox módon kicsit besötétülnek – épp mint azt elvárnánk, ha kezdetben, az őssejtek kifáradása előtt, túlpörög a színanyag termelés.

A sejtciklusba való belepiszkálásnak azonban másfajta hatásai is lesznek: a 15 évnél idősebb szürke lovakban 70-80 százalékos valószínűséggel bőrrák lesz diagnosztizálható. Ennek elsődleges oka a melanociták egy másik típusának, a bőrben levő pigmentsejteknek a kóros elburjánzása. Különösen magas a dagant kialakulásának a gyakorisága a lipicai lovakban, így érdemes volt annak is utánanézni, hogy ezt milyen (további) mutáció okozhtaja?

A STX17 intron-duplikáció mellett ezekben a hátasokban az agouti nevű gén működésével is gondok vannak. Ez elsőre nagyon furcsa: más fajokban, ha ez a gén nem működik, annak sötét szőrzet az eredménye. A lipicai lovakban azonban a szőrtüszők melanocitáinak hiányában minderre nincs lehetősége az agouti által befolyásolt MC1R-jelátviteli-útvonalnak. Helyette viszont a bőrben levő további pigment sejtekben kavarnak (az STX17-el karöltve), s ennek lesz eredménye a melanoma.

(A lipicai lovak képe a kalandtabor.hu-ról származik.)

Rosengren Pielberg G, Golovko A, Sundström E, Curik I, Lennartsson J, et al. (2008) A cis-acting regulatory mutation causes premature hair graying and susceptibility to melanoma in the horse. Nat Genet 40(8): 1004-1009.