A szerzett tulajdonságok átörökítését figyelték meg

Amerikai kutatók az öröklődési folyamatok olyan eddig rejtett mechanizmusait tárták fel, amelyek lehetőséget teremthetnek a lamarcki evolúcióra, vagyis arra, hogy egy élőlény élete során szerzett tulajdonságai az utódjaiban is megjelenjenek.

A Princeton Egyetem egyik kutatócsoportja (Laura Landweber, Mariusz Nowacki, Vikram Vijayan, Department of Ecology and Evolutionary Biology) olyan epigenetikai (epigenetika: a DNS szekvenciájától független genetikai szabályozási folyamatok) tényezők szerepére derített fényt, amelyek az eddig ismert DNS-alapú öröklődési folyamatokkal együtt biztosítják az élethez nélkülözhetetlen információk utódokba kerülését.

Az epigenetikai folyamatok kutatásának jó alanyai a csillós egysejtűek (ciliáták). Az ember és más, összetettebb szerveződésű élőlények sejtjeivel szemben, melyekben egyféle sejtmag található (ugyanakkor ebből az egyféléből bizonyos szövetféleségekben több is lehet), ezen apró egysejtűekben kétféle sejtmag (nukleusz) van, eltérő funkcióval. A nagyobb (makronukleusz) a sejt anyagcsere-folyamatainak szabályozásáért felelős, a kisebb (mikronukleusz) a szaporodásban vesz részt.

A ciliáták képesek arra, hogy kicseréljék egymás között genetikai állományuk egy részét. A konjugáció nevezett folyamat során a makronukleusz lebomlik, majd a végén valahogyan újból felépül. A mikronukleusz ugyanakkor osztódáson megy át, a keletkezett maganyag egy része átkerül a másik sejtbe, míg másik feléből - egyesülve a másik állat maganyagával - felépül az új mikronukleusz. A mikronukleusz nagy feleslegben tartalmaz DNS-t, ugyanis a genetikai állomány csupán 5 százaléka marad fenn, mialatt új mikronukleusz képződik. A sejtmagoknak az élőlény életéhez nélkülözhetetlen újrarendeződése mögött álló mechanizmusokról még keveset tudunk.

Landweberék azt feltételezik, hogy a genetikai anyag precíz újrarendeződését az eredeti magokból származó, "rejtett" nukleinsav-készletet jelentő RNS vagy DNS irányítja. A megőrzött genetikai anyag mintát szolgáltat az új DNS-állomány felépüléséhez. Hasonló jelenség egyes növényi sejtekben is megfigyelhető, ahol az eddigi kísérletek alapján RNS volt az újrarendeződés koordinátora.

Landweberék csoportja számos vizsgálatot végzett csillós egysejtűeken (Oxytricha trifallax) a fenti teória megerősítéséhez. Először arra keresték a választ, hogy ezekben az élőlényekben az RNS vagy a DNS az irányító a genom szerveződésekor, az új magok kialakulása során. Ehhez az RNS-állomány degradációját ("roncsolását") hajtották végre, amivel egyes esetekben a magújdonképződés és az élőlény fejlődésének zavarát érték el.

Ezek az eredmények azt az elképzelést támogatják, amely valamilyen RNS-nek tulajdonít fontos szerepet a maganyag elrendezésében. Később azt is kiderítették, hogy ez az RNS a magújdonképződés korai fázisában létezik, és épp elég hosszú élettartalmú ahhoz, hogy irányítsa a folyamatot, míg kialakul az új nukleusz. A további vizsgálatokban DNS, illetve RNS csillósokba juttatásával sikerült módosítaniuk a genetikai állomány rendeződésének programját.

A kísérletek első alkalommal szolgáltattak bizonyítékot arra, hogy RNS is hordozhat a DNS, illetve genom szerkezetének kialakítására vonatkozó információkat eukarióta sejtekben. A tudomány korábbi állása szerint a genetikai állomány központi molekulája a DNS, amely mintát szolgáltat az RNS-ek szintéziséhez, amelyek aztán a fehérjetermelést irányítják. Az újabb eredmények alapján viszont feltételezhető, hogy a genetikai információk öröklődéséért DNS és RNS egyaránt felelős.