Méhen belül

Lévén jómagunk is a méhlepényes emlősök népes (és sikeres) csoportjába tartozunk, már a személyes érintettség okán is, érdemes különleges figyelmet  szentelnünk a csoport névadó szervének kialakulására.

A méh belső fala, az ún. endometrium, a terhesség folyamán drasztikus változásokon megy át, hogy védő és tápláló funkcióját egyaránt elláthassa. Ezek közül egyik sem triviális – ami némiképp magyarázatot ad arra, hogy miért nem gyakori egy eféle szerv kialakulása, noha nemcsak az emlősökben van erre példa. Összességében ugyanis, egy olyan vékony felület kell szülessen a szülő és a fejlődő utód keringése között, amelyen keresztül a tápanyagok gondtalalnul átjuthatnak, ugyanakkor az embrió mégsem válik túlságosan kitetté az anyai szervezet számára. Az embrió ugyanis "idegen" az anya immunrendszere szempontjából, s hogy ebből az alapvető tényből ne egy kiadós immunválasz következzen, apró trükkük sorozatára van szükség. Az egyik ilyen, a gyulladásképző apró jelátviteli molekulák, az interleukinek "elhallgattatása" a méh területén. Ebben a folyamatban kiemelkedő szerepe van a prolaktin nevű hormonnak, amelyet a terhesség során az endometrium sejtjei termelnek. (A méhben a prolaktin emellett olyan géneket is gátol, amelyek a progenszteron nevű hormon lebontásáért felelnének, így biztosítva, hogy a terhes méhben nem csökken a progeszteron koncentráció, ami menstruációhoz vezetne). 

A prolaktin "közismert" funkciója a mellben a tejtermelés serkentése, "közismert" keletkezési helye pedig az agyalapi mirigy, így némileg furcsának tűnhet endometriális megjelenése, de még mielőtt részleteznénk, hogy ez miként alakult ki, előbb egy kis "funkcionális kitérő". Ugyanis a prolaktin egy sokkal sokoldalúbb hormon, mint azt tankönyveink sejteni engedik: közel 300 funkcióját számolták össze eddig gerincesekben, és megtalálhatjuk éppúgy halakban, kétéltúekben, hüllőkben és madarakban, mint az anyatejes táplálást tökélyre fejlesztő emlősökben. Ez pedig sejtetni engedi, hogy neve ellenére a hormon eredetileg valami más funkciót töltött be a szervezetben (pl. halakban az ozmoregulációért felelős), csak később vált fontossá a szaporodás számára.

Ahhoz, hogy az emberi méhben betölthesse mai funkcióját logikusan arra van szükség, hogy a gén valamiképpen kifejezésre kerüljön az említett szövetekben. A prolactin gén szabályozó régiójának vizsgálata fel is tárta, hogy hol rejtőznek az ehhez szükséges szekvenciadarabok, és arra is fényt derített, hogy ezek egy ősi "ugráló gén", egy MER20 nevű transzpozon részei (kicsit másképp fogalmazva: a transzpozon ideugrása következtében hirtelen olyan szekvenciák kerültek a prolactin közelébe, amelyek révén teljesen új helyeken is átíródhatott). 

A megfelelő szabályozórégiók megjelenése fontos, de nem elégséges része az endometriális prolactin expressziónak. Utóbbihoz arra is szükség volt, hogy a női nemi traktus kialakulásában egyébként is szerepet játszó HoxA11 nevű fehérje "affinitást" kapjon a szabályozó régióhoz. Mivel a HoxA11, mint a legtöbb Hox gén, igen sokfajta feladatot lát el a szervezet kialakulása során, csak úgy alakíthat ki új funkciókat, ha közben más feladatai nem sérülnek. Ez jelen esetben kb. 21 darab aminosav megváltozásást jelentette (egyébként érdekes, hogy ezek nem egymás mellett, hanem viszonylag elszórva találhatók, a fehérje elején), s ezt onnan tudjuk, hogy ezek az aminosavak minden méhlepényes emlős HoxA11-ében jelen vannak, de hiányoznak az erszényesek, madarak és hüllők homológ fehérjéjéből. Sőt, utóbbiak, a szóbanforgó aminosavak hiányában, nem is képesek prolaktin termelést kiváltani endometriális sejtekből.

A történet pikantériája, hogy egy új tulajdonság kialakulását egyszerre köti génregulációs és fehérjeszekvenciabeli változásokhoz, rámutatva, mennyire fölösleges napjaink egyik legélénkebb (biológiai vonatkozású) vitája. Utóbbiban a két különböző változási forma drukkerei feszülnek egymásnak, azt keresve melyik változástípus a "fontosabb" az evolúció számára. A válasz az, hogy mindkettő nélkülözhetetlen, nem lehet sorrendet felállítani.     

(Az illusztráció a NatGeo és Channel4 "Animals in the womb" c. filmjéből származik.) 

Lynch VJ, Tanzer A, Wang Y, Leung FC, Gellersen B, Emera D, Wagner GP (2008) Adaptive changes in the transcription factor HoxA-11 are essential for the evolution of pregnancy in mammals. PNAS 105(39): 14928-14933.