Zvláštnosti v genomu koaly

Australští vědci se rozhodli přispět k záchraně koaly medvídkovitého (Phascolarctos cinereus) přečtením jeho kompletního genomu. Doufali, že v něm najdou odpovědi na řadu otázek týkajících se zvláštností tohoto ikonického zvířete Austrálie, ohroženého lidskou činností, různými infekcemi i příbuzenským křížením (inbridingem) v malých populacích. A zvláštností není málo.

Koala se živí blahovičníkovými (eukalyptovými) listy, ale z 680 druhů blahovičníků mu chutná jen asi dvacet, které jiní živočichové nežerou. Obsadil tak unikátní ekologickou niku. Za život bez potravní konkurence ale platí tím, že si musí poradit s toxiny a malým množstvím živin v potravě (nízký obsah proteinů, vysoký podíl nestravitelných složek a jedovatých fenolických a terpenových látek). Právě kvůli malé nutriční hodnotě své stravy spí až 22 hodin denně, a to i přesto, že si vybírá nejšťavnatější a nejméně jedovaté listy. Přechod na energeticky chudou potravu je zřejmě také příčinou výrazného zmenšení mozku koaly (jen 2 % tělesné váhy) oproti jeho předchůdcům a příbuzným. Na svou potravu je dokonale adaptován – má skvělé čichové orgány a perfektně fungující játra, která dokážou značné množství toxinů odbourat.

Co tedy genom prozradil? Jeho velikost je asi 3,4 miliardy písmen genetické abecedy, je tedy podobě velký jako genom lidský. Jedná se o nejlépe přečtený genom vačnatce, přesnost přečtení je asi 95 %, tedy téměř jako u člověka. Bylo v něm nalezeno přibližně 26 000 genů. Vědci zajásali, když nalezli přídatné geny pro čichové schopnosti, díky nimž koala tak dobře rozpoznává bohatství látek obsažených v listech eukalyptů. Navíc identifikovali oblast kódující detoxikační proteiny, která je dvakrát větší než u ostatních savců včetně člověka.

Zvláštním rysem koaly je skutečnost, že často trpí infekcemi chlamydií, což způsobuje záněty, slepotu i neplodnost. Právě kvůli silným detoxikačním schopnostem koaly je však léčba antibiotiky neúčinná. Proto se hledá cesta pomocí vakcín. Tomu by mělo napomoci hlubší poznání mnoha nově nalezených genů účastnících se imunitní odpovědi. Chlamydióza nejvíce sužuje malé izolované populace s nízkou variabilitou, která vede k nižší imunitě. I zde existuje pomoc – vědci dovezou nová zvířata a vytvoří koridory mezi populacemi.

Kromě chlamydióz trpí koala také retrovirovými infekcemi, jež oslabují jeho imunitní systém a činí ho náchylným k chlamydiím i nádorovým onemocněním. V jeho genomu byly nalezeny desítky dnes již neaktivních endogenních retrovirů jako svědectví evoluční historie – retrovirových infekcí, k nimž došlo před miliony let, ale i v docela nedávné době. Endogenní retroviry se možná podílejí na buněčné imunitě a chrání tak koalu před dalšími infekcemi.

Genom koaly tedy odhalil některé ze zvláštností tohoto roztomilého vačnatce a lze očekávat, že v budoucnu vydá další tajemství. Koala dokládá, že znalost genomu může nejen objasnit chování živočicha, ale také přispět k jeho léčbě i množení, a tedy k zachování biologického druhu.

Genom koaly obsahuje sekvence odrážející specifickou potravní strategii tohoto vačnatce.Snímek: volné dílo, CC0 1.0

Johnson R. N. et al., Nature Genetics, DOI: 10.1038/s41588-018-0153-5