A vak órásmester c. könyvét Richard Dawkins azon kulcsgondolat köré építi, hogy bár egyesek számos biológiai rendszerben tervezettséget vélnek felfedezni, valójában ez teljesen látszólagos, és az ilyen összetett rendszerek is létrejöhetnek a természetes szelekció során. Amennyiben esetleg mégsem, mint arra már maga Darwin is rámutatott, az az elmélete gyors kimúlásához vezetne.
A hormon-receptor kölcsönhatást sokan szeretik kulcs-zár hasonlattal jellemezni, ahol a rendszer specificitását az biztosítja, hogy egyes receptorhoz csak meghatározott szerkezetű hormonmolekulák kapcsolódhatnak. Azok a hormonok, amelyek nem képesek a receptorokhoz megfelelően kapcsolódni, nem is lesznek képesek azokat aktiválni. Mindezek miatt első látásra ez pontosan olyan rendszernek tűnik, amit az értelmes tervezettség hívei szeretnek “lecsökkenthetetlenül komplexnek” aposztrofálni, azaz olyasminek, ami nem alakulhatott ki a mutációk és a természetes szelekció egyszerű rendszere révén.
Az eheti Science azonban pont egy olyan tanulmányt közöl, ami ennek ellentmond. Szervezetünk hormonrendszere elengedhetetlen a homeosztázis fenntartásához. Egyes hormonok olyan folyamatokat szabályoznak, melyek révén a vér kálcium-, cukor- vagy sótartalma egy adott tartományon belül tartható. Jó példa erre az aldoszteron, amely a vesében szabályozza a sóvisszatartást. Ez a hormon egy ún. mineralocorticoid hormon, amely (nem túl meglepő módon) mineralocorticoid-receptorokhoz (MR) kötődik. Ilyen receptorok az összes gerincesben előfordulnak, ami már csak azért is érdekes, mert az aldoszteron csak a szárazföldi gerincesekben létezik, halakban egy 11-deoxycorticosterone (DOC) nevű hormont köt meg (amely bennünk történetesen az aldoszteron prekurzora). Egy kis molekuláris piszkálódással és hasonlítgatással kiderült, hogy a MR-ok egy másik receptorcsaláddal állnak rokonságban, a glucocorticoid-receptorokkal (GR). Ezek a cortisol nevű stressz-hormont kötik meg, amelynek fontos szerepe van a gyulladásokban is. A cortisolt (és az aldoszteront is) a mellékvesekéreg termeli, és funkcionális tesztek kimutatták, hogy adott esetben szintén képes lenne az MR-t aktiválni. Lenne, mondom, mert a valóságban a vesében, ahol a MR-ok előfordulnak, olyan enzimek termelődnek, amelyek lebontják a hormont.
A kérdés tehát adott: ha a két receptortípus hasonlít egymásra, eredeztethetőek-e közös tőről? Ez ugye azt jelentené, hogy valamikor léteznie kellett egy ősi receptornak, amelynek a duplikációját követően kialakulhatott a GR és a MR, úgy, hogy az átalakulás olyan kismértékű változások sorozatával történt, amelyek biztosították a működőképes közbülső formák létét. Nos, ami biztosnak látszik, az az, hogy az állkapocsnélküli halak (pl. ingolák) csak egyetelenegy corticoidreceptorral rendelkeznek, amely mindhárom fent említett hormont (aldoszteron, DOC, cortisol) képes megkötni. Ezeket, illetve különböző állkapcsos gerincesek GR- és MR-szekvenciáit felhasználva a kutatók kibarkochbázták, hogy mi is lehetett az ősi corticoidreceptor-molekula (AncCR) hormonkötő részének szekvenciája. Sőt, tovább lépve meg is szintetizálták ezt a receptordarabkát, amely, mint kiderült, szintén képes mindhárom hormontípus megkötésére. A MR, amely ebből a szempontból hasonló, értelemszerűen viszonylag egyszerűen kialakulhatott az AncCR-ból. Az igazi kérdés a cortisolspecifikus GR kialakulása. Szekvenciaszinten ehhez két aminosavnyi változásra volt szükség. Nem sok, de ahhoz, hogy az átmenet valószínűsíthető legyen, a közbeeső forma is működőképes kellett legyen. És az is volt: a 106-os pozícióban levő szerint prolinra cserélve olyan receptorhoz jutunk, amely ugyan nem köti meg a cortisolt (sem az aldoszteront, de minthogy ez a receptor azelőtt létezett, hogy az aldoszteron kialakult volna, ez nem is annyira lényeges), de DOC-re vidáman reagál. Ebből aztán a következő mutáció révén (111-es leucinból glutamin lett) kialakulhatott a GR.
Summa summarum: egy első látásra lecsökkenthetetlenül komplex rendszerről kiderült, hogy nem az, és létrejöhetett kis lépésekben. (Hab a tortán, hogy Michael Behe, a lecsökkenthetelen komplexitás guruja kissé zavarba jött, és kijelentve, hogy ez a rendszer túl egyszerű ahhoz, hogy “lecsökkenthetetlenül komplex”-nek lehessen nevezni, gyorsan átdefiniálta a fogalmat … ;-))
Adami, C. (2006) EVOLUTION: Reducible Complexity Science 312, 61-63.
J. T. Bridgham, S. M. Carroll, J. W. Thornton (2006) Evolution of Hormone-Receptor Complexity by Molecular Exploitation Science 312, 97-101.