A természetes szelekció logikája rettenetesen egyszerűnek tűnik: az olyan mutációk, amelyek növelik a hordozóik fitneszét, jó eséllyel megmaradnak és rögzülnek, míg azok, amelyek csökkentik hordozóik rátermettségét, pl. növelik egy-egy betegség kockázatát, rövid időn belül kiszóródnak.

A valóság némileg árnyaltabb, s mi sem bizonyítja ezt jobban, mint a kardfarkú halak (Xiphophorus-fajok) genomjában gyakorta jelen levő Xmrk gén, melynek egyetlen ismert funkciója, hogy igen potens onkogén, azaz jelentősen megnöveli a daganatos megbetegedések kialakulásának esélyét.

Az Xmrk eredete viszonylag jól rekonstruált és egy génduplikációra vezethető vissza: egy növekedési faktor receptorát kódoló gén, az egfr-b (epidermal growth factor receptor) lokális duplikáción ment keresztül, és az így létrejövő másolat, az Xmrk, két fontos változást szenvedett el az idők során: egyrészt a receptor fehérjeszekvenciája úgy alakult át, hogy növekedési faktorok nélkül is aktív a receptor, másrészt valamilyen szabályozórégióban bekövetkezett mutáció miatt a gén előszeretettel fejeződik ki pigmentsejtekben, azaz melanocitákban (hogy ez miért is fontos, lásd később). Lényeges még azt is megjegyezni, hogy az Xmrk negatív hatása sokban függ számos más (még nem azonosított) genetikai faktortól, és csak bizonyos esetekben okoz rosszindulatú daganatot.  

Hogy miért rögzült egy olyan mutáció, amely csak egy agresszív és letális megbetegedés esélyeit növeli, hosszú idő óta foglalkoztatta a kutatókat. A válasz, hogy elég sablonosan és bulvárosan fogalmazzak, a szexben keresendő. Mire is gondolok: a X. cortezi hímjei egy jellegzetes sötét pigmentfolttal büszkélkedhetnek a farki régiójukban (lásd A). Pontos szerepe ennek nem tisztázott, mindenesetre a faj számos populációjában ("Tanute" és "Cebolla" a mellékelt ábrán; szürke oszlopok a fontosak) a nőstények előnyben részesítik azokat a hímeket, akiknek nagyobb, díszesebb foltja van. És mit ad a sors, az Xmrk pont pigmentsejtekben fejeződik ki nagy mennyiségben – jelenléte minden esetben farki foltot okoz, ugyanakkor a reláció nem reciprok, mert vannak farok-foltos Xiphophorus fajok, Xmr nélkül is. Az Xmr jelenléte, különösen ha két példányban van jelen, viszonylag nagy gyakorisággal melanómát  (a pigmentsejtek rákos elburjánzását) okoz. Ha a daganat hordozója történetesen egy hím, akkor ahogy a daganat terjed, úgy növekszik a folt is a farki régióban (B), fokozatosan növelve a beteg "szexepiljét". Ebből kifolyólag, bár arányosan csak egy normál hím életidejének harmadáig élnek, a "rákos" hímek nem sokkal kevesebb utódot hoznak létre, biztosítva az Xmrk gén továbbadását.

Ugyanakkor nyilvánvaló, hogy az onkogén túlzott elterjedése a populáció fennmaradását is veszélyeztetné: ha minden egyed homozigóta lenne az Xmrk-ra nézve, a közösség átlagéletideje is lényegesen csökkenne, kevesebb utódot hozhatnának létre. Így bár annak a logikáját már láttuk, hogy a szexuális szelekció – mert ez az ilyen típusú női szeszély tudományos neve – miként biztosíthatja egy onkogén létét, az még nem világos, mi tartja kordában a gén elterjedését.

Olyan X. cortezi populációk ("Conchita") vizsgálata, ahol már elég gyakori lett az onkogén, és számos nőstény is farok-folttal büszkélkedhet (a fehér oszlopok mutatják ennek a gyakoriságát), erre is választ ad: itt a nőstények preferenciája gyökeresen megváltozott. Ők már inkább kerülik a farokfoltos hímeket, és a folt (s így Xmrk nélküli) társaikat részesítik előnyben párzáskor.         

Fernandez AA, Morris MR (2008) Mate choice for more melanin as a mechanism to maintain a functional oncogene. PNAS 105(36): 13503-13507.
Schartl M (2008) Evolution of Xmrk: an oncogene, but also a speciation gene? Bioessays 30(9): 822-832.

Ha esetleg valaki lemaradt volna: az orvosi Nobel-t vírusos témában osztották az idén – a német Harald zur Hausen, és a francia Françoise Barré-Sinoussi és Luc Montagnier kapta. Előbbi a humán papillomavírus rákkeltő hatását fedezte fel, míg utóbbiak az AIDS-t okozó HIV vírust írták le először.

UPDATE (kicsit megkésett…): Közben fény derült a kémiai Nobel díjazottjaira is, és immár tradicionálisan, olyanok kaptak, akiknek a felfedezését a biológia és orvostudomány területén hasznosították leginkább.

Shimomura, Chalfie és Tsien a különböző színű fluoreszcens fehérjék kifejlesztésében vállaltak úttörő szerepet. Mivel ma már alig-alig találunk komolyabb molekuláris biológiával foglalkozó cikket, ahol valamilyen formában ne használnák fel a munkájuk gyümölcseit, nyugodtan kijelenthetjük, hogy ez a díj (is) abszolút megérdemelt.

Ami szomorkás érdekesség: bár az említett trio munkája megkérdőjelezhetetlen, paradox módon épp az az úriember nincs köztük, aki legelőször izolálta a zöld-fluoreszcens fehérje (green fluorescent protein – GFP) génjét az Aequorea victoria nevű medúzafajból. Douglas Prasher ugyan önzetlenül megosztotta felfedezését másokkal, de az ő saját projectjét nem finanszírozta tovább az amerikai Nemzeti Egészségügyi Hivatal (NIH) – amely a biológiai kutatások legfőbb szponzora a tengerentúl -, így végül kénytelen volt otthagyni a kutatói pályát és ma egy autókereskedés shuttle buszának a sofőre (!!). Bár Prasher-el egyidőben számos kutató dolgozott a témán, és így a gén klónozása csak idő kérdése volt, mégis a sors keserű fintora, hogy az elsősége ma már csak tudománytörténeti kuriózumként él tovább.

(Mindazok számára, akik a GFP történetének részleteire kíváncsiak, Marc Zimmer témába vágó honlapját ajánlanám, ahonnan a felhasznált kép is származik.)       

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.

A tudomány az élet talán legkevésbé átpolitizált területeinek egyike kellene legyen, hiszen nem absztrakt (és gyakran szubjektív) értékekről folynak a viták, hanem letesztelhető tézisekről, számszerűsíthető adatokról, megismételhető megfigyelésekről. A valóság ennél persze lényegesen tökéletlenebb, és ennek talán a legjobb példája a jelenlegi, végnapjait élő fehér házi adminisztráció története.

Már az a puszta tény is, hogy több mint fél évbe telt, mire kinevezte a tudományos tanácsadóját, előrejelezte, hogy George Walker Bush számára a tudomány és hozzá kapcsolódó dolgok, csak mérsékelt fontossággal bírnak. És a dolgok ezután csak rosszabbak lettek: az alapkutatásra szánt állami kutatási pénzek rövidre fogása (ill.,őssejt kutatás esetén szinte teljes befagyasztása), majd a nem szimpatikus tudományos vélemények házon belüli átszerkesztése világossá tette, hogy az Egyesült Államok 43. elnöke még csak nem is ambivalensen, hanem néha kifejezetten ellenségesen viszonyul a tudományhoz és művelőihez. (Ezt a hozzáállást örökítte meg sikeresen Chris Mooney a "The Republican War on Science" c. könyvében.) Mivel Amerika korábban (és, az elmúlt nyolc év ellenére, még ma is) a kutatási programok élharcosának számított (gondoljunk pl. a Humán Genom Project-re) az efajta döntések komoly hatással bírnak a kontines határain túl is.

Így persze ma már nyilvánvaló, hogy nem mindegy, a Fehér Ház következő lakójának mi a véleménye korunk legégetőbb tudományos kérdéseiről. Ezt tisztázandó egy civil kezdeménzeyés, a ScienceDebate2008, ill. a patinás brit tudományos hetilap, a Nature (és off-)line melléklete egyaránt csinos kis kérdéslistával örvendeztette meg a két (esélyes) elnökjelöltet. Az előbbire mindketten, míg az utóbbira csak Barack Obama reagált – a Nature korábbi nyilatkozatai alapján igyekezett rekonstruálni John McCain álláspontját. A jó hír az, hogy alapvető javulás várható, bárki is örül majd november 4-én. Mindkét jelölt a kutatási pénzek drasztikus emelését ígéri (persze kérdés, hogy mennyi mozgástér marad a jelenlegi pénzügyi helyzetben…), a kutatók megbecsülését, a klímaváltozás kezelését, a tudományspecifikus kérdések apolitikus kezelését.

Obama, részletesebben kifejtett nézetei és azok tartalma miatt, jobban áll kutatói berkekben mint McCain, és ha őszinték vagyunk, utóbbi alelnökválasztása sem melegítette fel a laborlakók szívét-lelkét. Sarah Palin Alaszka kormányzójaként ugyanis a legsötétebb bushi időket felidézően bírálta felül a rendelkezésére álló tudományos jelentéseket, na meg persze a kreacionizmussal való kokettálása sem ad bizakodásra okot.

A következő amerikai elnök egyik fontos célja kell legyen, hogy helyre állítsa a tudomány és a politika egészséges kapcsolatát. Feladatai közül talán nem ez lesz a legelső és a legsürgősebb, de sokat nem várhat vele. Reméljük képes lesz rá.

(Slusszpoén azoknak, akik esetleg még nem hallottak róla: a Nature utólag kisebb magyarázkodásra kényszerült a címlap és az utolsó lapon levő reklám közti bizarr hasonlóság miatt 😉).

A Der Spiegel riporterei végre megkérdezték, a bennünket is régóta foglalkoztató kérdést: ha Harun Yahya (aka Adnan Oktar) – főállású kreacionista és cenzor – szerint, a terrorizmus gyökerei a valóban a darwinizmusban keresendők, mivel magyarázhatjuk az elmúlt évek azon merényleteit, amelyeket az Iszlám nevében követtek el. Tessenek kapaszkodni: 

"SPIEGEL ONLINE: Do you really think that someone like Osama bin
Laden, who justifies terrorist acts using the Koran and the alleged
ungodliness of the west, is following Darwinist ideas?

Oktar: Things are not what they seem to be. You do not see that
appearance and style in such people in their youth. Yet, when their
actual faith is scrutinized, it emerges that they are genuine
materialists and Darwinists. It is impossible for a person who fears
Allah to commit terrorist acts because of his faith. Such acts are
committed by people who were educated abroad, who received a Darwinist
education and who internalized Darwinism, but who later called
themselves Muslims. When scrutinized carefully, when their speech and
essays are carefully analyzed, we see that all these people are
Darwinists."

Egy kis hétvégi nézegetni való, a Pharyngula ajánlásában: egy 2005-ös Charlie Rose epizód (késő esti beszélgetős show, az amerikai PBS csatornán), ahol James Watson és E.O. Wilson Darwin örökségéről beszél.