Led v genomu obratlovců

Genomika je na koni a řítí se laboratorní vědou jako splašená. Ze všech stran se na nás hrne záplava studií pohrávajících si rozmanitým způsobem s genomy, které již byly sekvencovány. Gill Bejerano z Kalifornské univerzity v Santa Cruz se spolupracovníky nedávno publikovala výsledky porovnávání genomů některých sekvencovaných živočichů. Šlo jí o to, aby odhalila všechny shodné úseky DNA, které jsou delší než 200 nukleotidů.

Autoři studie analyzovali genomy člověka, potkana a myši. K svému údivu v nich nalezli 481 oblastí, které se shodovaly u všech tří zvířat, a dali jim název „ultrakonzervativní elementy DNA“. S trochou nadsázky lze říct, že je v sekvencích DNA „zamrzlá“ až „zledovatělá“ evoluční historie. Všechny tyto úseky DNA byly pak nalezeny i v genomu psa a kuřete, dvě třetiny z nich také v genomu ryby. Naproti tomu v genomu kompletně sekvencovaných bezobratlých živočichů (sumky, octomilky a háďátka) nebyla po tomhle „ledu“ ani stopa. Zdá se tedy, že úseky DNA „zamrzlé v čase“ pocházejí z raných dob intenzivní evoluce obratlovců a mohou souviset s významnými evolučními novinkami této vývojové linie.

V lidském genomu zasahuje sotva čtvrtina „zmrzlých“ oblastí DNA do DNA kódující nějaký protein, a navíc se většinou v kódující oblasti drží na krajíčku. Na druhou stranu jsou tyto ultrakonzervativní oblasti DNA s geny pravděpodobně různým způsobem spjaty, vyskytují se například v regulačních oblastech genů. U části nalezených ultrakonzervativních oblastí lze vysledovat hierarchii a seskupit je do „rodin“. Tyto elementy mají pravděpodobně společný původ v dávných duplikacích částí genomu.

Nalezené ultrakonzervativní oblasti DNA obratlovců jsou nečekaně dlouhé, pravděpodobně vznikly rychlou evolucí a autoři studie zatím netuší, jaký molekulární mechanizmus udržuje jejich stabilní charakter. (Science 304, 1321–1325, 2004)