Az evolúció új módjára bukkanhattak

A tudomány jelenlegi állása szerint az evolúció és a természetes szelekció a DNS szintjén mennek végbe, ahogy a genetikai jellemvonások az öröklődés során jönnek-mennek. Egy amerikai kutatócsoport azonban arra talált bizonyítékot, hogy nemcsak a gének, hanem az azokra tapadt metilcsoportok is részt vehetnek az evolúcióban – írja a Live Science. 

A genomot érő külső módosulásokat epigenetikus változásoknak hívjuk. A genomon található metilcsoportok átalakítják a DNS felépítését, ahogy ki-be kapcsolnak géneket. Ilyen metilcsoportok sok organizmus (például az ember) genomján megtalálhatóak, de például a fonálférgek és a bormuslicák az évmilliók során elvesztették őket.

Így történt a Cryptococcus neoformans nevű élesztőgombával is , ami még a Kréta-korban, 50-150 millió éve vesztette el a metiláció képességét, azaz nem képes metilcsoportok létrehozására a gének felületén. A Cellben közzétett tanulmány szerint a C. neoformans egy újfajta evolúció segítségével mégis meg tudta tartani az epigenetikus változásait.

Gyenge immunrendszerű embereknél ez az élesztőfaj gyakran okoz gombás eredetű meningitiszt (agyhártyagyulladást). A gomba a HIV-hez, illetve AIDS-hez köthető halálesetek 20 százalékáért felelős. A kutatók azért vizsgálták a C. neformans genetikai kódját, hogy megtalálják, hogyan tudja az élesztő letámadni az emberi sejteket.

Gerinceseknél és növényeknél két enzim felelős az új metilcsoportok létrehozásáért. Az egyik szimmetrikusan megszórja metilcsoportokkal a DNS mindkét szálát. A másik pedig a sejtek osztódásánál kap szerepet: a kettős spirál szétválik, és két új DNS-szálat hoz létre, és ekkor az enzim átmásolja a metilcsoportokat az eredeti szálról az új szálra.

A kréta kor óta a C. neoformans valamikor elhagyta a gént, ami az első enzim létrehozásához szükséges, így elvileg nem tudott úgy metilcsoportokat létrehozni. A másik enzim továbbra is másolta a már létező metilcsoportokat, ez azonban nem készít mindig tökéletes másolatot, így néha lehagyott egyes csoportokat. Ugyan a véletlenszerű génmutációhoz hasonlóan néha megjelentek új metilcsoportok is a géneken, de hússzor gyorsabban veszített csoportokat, mint ahogy nyert. A metilcsoportok elhagyásának üteme alapján az élesztőgombának 7500 generáció alatt el kellett volna hagynia minden metilcsoportot. Ez ennél a fajnál mindössze 130 évet kellett volna, hogy igénybe vegyen.

A kutatók szerint a természetes szelekció segített az élesztőnek megtartani ezeket a metilcsoportjait. Ugyan gyorsabban veszített csoportokat, mint nyert, de a metiláció megnövelte a C. neoformans rátermettségét, így le tudott nyomni olyan egyedeket, amelyeknek alacsonyabb volt a metilációjuk. Úgy tűnik, hogy a metilcsoportok ebben az élesztőben többek között a genom védelmére szolgálnak. Elkapják és lefogják a transzpozonokat, azaz olyan géneket, amik ugrálnak a genomon belül, akár végzetes kárt okozva. Így tartja életben a metiláció a Cryptococcus neoformans nevű élesztőt, és ezért öröklődik tovább ez az előnyös tulajdonság.